【光电集成】激光器系统设计(一)

今日光电 2024-12-19 17:58

 今日光电 

     有人说,20世纪是电的世纪,21世纪是光的世纪;知光解电,再小的个体都可以被赋能。追光逐电,光赢未来...欢迎来到今日光电!




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C为介质中光速;
激光器输出的波长(频率)与增益介质的增益曲线、受激发射谱线、激光器系统中频率筛选器件的参数、激光腔的光谱特性、以及种子注入波长、晶体的非线性光学特性有密切关系。这些在具体激光器设计中均会有体现。

偏振态

  目前不论哪一种输出方式的激光器,输出激光偏振态只有三种:线偏振、圆偏振、自然非偏振(无定型的),经过一些元器件可以产生矢量偏振(如径向偏振)的光束,对于偏振态的讨论,以后会专门进行专栏。偏振态测量一般使用偏振测量仪进行测量,适用于自由空间光路和保偏光纤光路的偏振分析与测试。测量消光比(PER)、偏振度(DOP)、偏振态(SOP



光学自相关是测量飞秒脉冲宽度最常用的方法,然而其有两个缺陷:一是有限的相位匹配带宽让自相关仪难以测量脉宽短于10 fs的少周期脉冲;二是自相关曲线无法呈现具体的脉冲形状信息,计算脉宽需要假定待测脉冲的形状,因此不一定准确。

更精确的脉宽测量需要完全表征脉冲的技术,即能同时确定脉冲电场的幅度和相位的技术。典型的例子有频率分辨光学开关(FROG)和光谱相位干涉仪(SPIDER)。基于二倍频产生的FROG系统(图2)和非共线自相关仪的唯一区别就是把光电探测器换成了光谱仪,从测量倍频信号的强度转为测量倍频信号的光谱,建立二维的光谱分辨自相关数据。通过算法迭代,即可从中重建脉冲的幅度和相位,实现脉冲的完全表征。


带宽极限脉冲对于特定脉冲形状,脉冲在无啁啾时频谱宽度最小,此时我们称之为带宽极限或傅里叶变换极限脉冲,其脉冲时间和频率带宽的乘积是一个常数,这个常数叫做时间带宽积(TBP)。带宽极限高斯和sech²脉冲的时间带宽积分别约为0.441和0.315;据此也能算出实际脉冲的啁啾量和累积的群延迟色散


单脉冲能量

脉冲激光器单脉冲能量的计算公式为:

E=Power/f

其中:

  • E表示单脉冲能量,单位为焦耳(J)。

  • P是激光的平均功率,通常以瓦特(W)为单位。

  • f是激光脉冲的重复频率,以赫兹(Hz)为单位

脉冲峰值功率

Peak=E/Δt

Δt为上文中的脉宽

功率密度,

Power Density= Peak/A;

A为上文中的光斑大小

(常用单位:W/cm2MW/cm2µJ/cm2J/cm2



其他主要参数:

调谐激光

(1)调谐均匀性及边模抑制比;

(2)调谐范围;

文章预告:激光器模块化设计拆解思路

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来源:光电全典


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