基于菲涅耳二元相位整形的啁啾脉冲压缩

发布时间：2021-08-06 00:20

　　相位补偿是脉冲压缩和产生超短激光脉冲的关键技术之一。首先通过类比菲涅耳波带片在空间中的相位函数,理论上证明菲涅耳二元相位整形方案可以实现类似透镜的功能,可以在频域中引入负二次光谱相位（负色散）。然后利用所提方案补偿啁啾脉冲的色散,从而将其变为变换受限脉冲,使其脉宽压缩到变换受限的时间宽度。所提方案仅与二次相位有关,不依赖于光谱振幅,因此对具有对称性分布的各种脉冲形状均适用。最后给出常见的高斯脉冲与方波脉冲的数值计算结果,在理论上验证所提方案的正确性。所提方案为啁啾脉冲压缩提供一种新的思路和方法,并可以拓展到有关色散补偿的其他领域中。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(19)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

高斯型光谱在不同n值的FIBPS方案。（a)7;(b)11;(c)21

图3为利用所提方案对方波型啁啾脉冲压缩的结果。从图3可以看到，压缩的脉宽均与TL一致，只是脉冲形状有所不同，这说明所提方案只与二次相位因子有关，与光谱振幅无关，适用于具有对称性分布的各种脉冲形状。不同的是，图2中高斯光谱振幅经过傅里叶变换到时域后，其时域脉冲形状仍为高斯型；方波型光谱振幅经过傅里叶变换到时域后，其时域脉冲为sinc函数形式，可以使用单缝衍射的原理进行类比理解，如图3(b）所示。方波脉冲经过色散介质后，在时域的展宽过程可以类比一束激光在空间中的单缝衍射行为，此时色散量的大小相当于缝宽。随着啁啾系数的增大，缝的宽度增加，脉冲被展宽。当啁啾系数很大时，即为宽缝衍射的结果，可理解为是两个直边衍射的叠加。图3 利用FIBPS方案对方波型啁啾脉冲压缩的结果。（a）方波型啁啾激光脉冲的压缩结果；（b）归一化的压缩结果与归一化的TL结果；（c）压缩结果与TL结果

图2 利用FIBPS方案对高斯型啁啾脉冲压缩的结果。（a）高斯型啁啾激光脉冲的压缩结果；（b）归一化的压缩结果；（c）压缩结果与TL结果；（d）不同n值下的ξ和脉宽3 分析与讨论


本文编号：3324715