附加脉冲锁模

2021-02-23 11:14:04 浏览:320

定义

一种利用外部谐振腔的非线性相互作用的锁模技术。

附加脉冲锁模[1,2](有时也称为耦合腔锁模,coupled cavity mode locking)是一种用于实现被动锁模激光器(多位固体激光器)的技术,可以用于产生皮秒或飞秒脉冲的技术。 附加脉冲锁模的原理是通过在单模光纤中的非线性相移的方法获得一个人造的可饱和吸收。该单模光纤位于一个与激光谐振腔一样长的外腔中,通过一个半透明的介质镜与谐振腔相连。脉冲从该光纤谐振腔返回到主激光谐振腔中,并于主谐振腔的脉冲发生干涉。通过对谐振腔长度进行适当的调节,可以在脉冲峰值处实现有效的相干增强,而对于脉冲侧翼的光则不能实现这样的相干,因为在侧翼处无法获得与峰值处一样的非线性相移。因此在谐振腔中循环的脉冲的峰值被增强,而侧翼则被衰减。

图 1 附加脉冲锁模激光器的示意图。 

APM的技术的优点是它可以在仅使用非常普通的光学元件的情况下实现短脉冲的锁模。它可以工作在不同的波长下。因此附加脉冲锁模技术被广泛地应用于早期的被动锁模激光器中,如固体激光器,色心激光器和光纤激光器。然而,谐振腔的长度调整相当困难,使得该技术的商业化产品实用性存疑。一些高功率锁模激光器中的附加脉冲锁模是自调节的。有文献报道,腔长自匹配的光纤激光器利用腔长的自动调节实现了APM[8]

光纤激光器的改进方案

在光纤激光器中也可以利用光纤中的非线性偏振旋转来实现锁模。该方法实际上也是一种附加脉冲锁模,但是其并不含有一个外部谐振腔。两个偏振模通过非线性效应耦合并产生发生干涉。

参考文献

[1] J. Mark et al., “Femtosecond pulse generation in a laser with a nonlinear external resonator”, Opt. Lett. 14 (1), 48 (1989)
[2] E. P. Ippen et al., “Additive pulse mode locking”, J. Opt. Soc. Am. B 6 (9), 1736 (1989)
[3] L. Y. Liu et al., “Self-starting additive-pulse mode locking of a Nd:YAG laser”, Opt. Lett. 15 (10), 553 (1990)
[4] F. Krausz et al., “Self-starting additive-pulse mode locking of a Nd:glass laser”, Opt. Lett. 15 (19), 1082 (1990)
[5] K. Tamura et al., “Self-starting additive pulse modelocked erbium fibre ring laser”, Electron. Lett. 28, 2226 (1992)
[6] H. A. Haus et al., “Additive-pulse modelocking in fiber lasers”, IEEE J. Quantum Electron. 30 (1), 200 (1994)
[7] L. E. Nelson et al., “Ultrashort-pulse fiber ring lasers”, Appl. Phys. B 65, 277 (1997)
[8] D. W. Huang et al., “Fiber-grating-based self-matched additive-pulse mode-locked fiber lasers”, IEEE J. Quantum Electron. 35 (2), 138 (1999)

参阅:锁模、被动锁模、超短脉冲、光纤激光器

 

脉冲

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