超短脉冲激光的光谱分布与谱宽

前文提到,宽光谱特性是超短脉冲激光的一个基本特性。一般来说,一个激光脉冲的时间宽度与其自身的光谱宽度之积(简称脉宽带宽积)有一个最小值。该最小值通常小于或接近于1,具体取值与脉冲形状有关。需要特别强调的是,只有在所谓带宽受限的理想情况下,脉宽带宽积才等于该最小值。这种情况下,我们可以很容易地导出脉冲长则光谱窄,脉冲短则光谱宽,以及脉冲越短光谱就越宽的重要结论(下图)。实际应用中,对于非带宽受限脉冲,一般会用超短激光脉冲的实际脉宽带宽积与其理想情况下的最小值的接近程度来衡量脉冲的质量:脉宽带宽积偏离(大于)该最小值越多,则说明构成该脉冲的冗余光谱成分越多,因此脉冲的质量就越差。反之,如果脉宽带宽积越接近理想情况下的最小值(如对高斯型脉冲,均按半高全宽计算的理想情况下脉宽带宽积为0. 441),则脉冲的质量越好。超短脉冲激光是宽光谱的激光,这一基本特点十分重要。

满足带宽受限的理想情况下,同是飞秒量级的脉冲,长脉冲(左上)与短脉冲(左下)在光谱宽度上的区别

满足带宽受限的理想情况下,同是飞秒量级的脉冲,长脉冲(左上)与短脉冲(左下)在光谱宽度上的区别。脉冲宽,光谱窄;反之,脉冲窄,光谱宽

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