Gires-Tournois干涉仪

2021-02-23 11:17:49 浏览:350

定义

用来引入色散的线性光谐振腔。

Gires-Tournois干涉仪是类似于法布里-珀罗干涉仪的一种驻波谐振腔,但是利用的是反射效应,用来产生色散。前面的镜子是部分反射的,而后面的镜子则具有很高的反射率。如果谐振腔中不存在损耗,那么在所有波长情况下功率反射率都是一致的,但是反射光的相位由于存在共振效应而与频率有关,于是产生色散。反射光的相位变化和色散(包括群时延色散和高阶色散)随频率周期性的变化,这是在忽略材料色散的前提下。此时并没有二阶色散是共振或者反共振的,以及这些点之间无正常或者反常色散。

图 1 Gires-Tournois干涉仪示意图。 

理想情况下,GTI工作在GDD最大值或者最小值处,并且可用的带宽是自由光谱区的几分之一(例如,1/10),与谐振腔长度成反比。在该事件域内,这表明脉冲长度需要大于GTI中往返时间。GDD曲线的峰值与谐振腔长度的平方成正比。

图 2 由5μm 厚的石英层制备在高反射镜上的GTI随波长变化的群时延色散曲线。

可调谐的色散可以通过调节两反射镜之间的空气间隔而得到,但是需要仔细固定以避免不需要的移动。采用单片设计可以得到更稳定但是不能调节的GDD,采用包层电介质材料,例如TiO2和SiO2,尤其适用于飞秒激光器。

GTI最主要的缺陷是其有限的带宽(与给定GDD幅值的平方根成正比),并且对高阶色散的控制程度很小。具有更大带宽的色散反射镜可以作为啁啾反射镜。

参考文献

[1] F. Gires and P. Tournois, “Interferometre utilisable pour la compression d'impulsions lumineuses modulees en frequence”, C. R. Acad. Sci. Paris 258, 6112 (1964)
[2] B. Golubovic et al., “Double Gires–Tournois interferometer negative-dispersion mirrors for use in tunable mode-locked lasers”, Opt. Lett. 25 (4), 275 (2000)
[3] Analysis of a GTI with the RP Coating software

参阅:干涉仪、法布里-珀罗干涉仪、色散、色散补偿、光学谐振腔

脉冲

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