真实情况下的激光超短脉冲特性

以上我们仅对从理论上可以解析描述、有确定脉冲形状的“单纯”脉冲(或者说接近理想的激光脉冲)的特性进行了分析。实际应用当中,与具体应用有关,我们还可能需要研究超短脉冲激光的更多方面的性能,如脉冲的衬比度(即脉冲中存在主峰与相应的连续背景之比)、次脉冲(satellite pulse)的大小、多少和相对位置,脉冲波形的不对称性、脉冲能量的稳定性、脉冲间隔的抖动(jitter)、脉冲的偏振特性等。下图给出了一个存在1%连续本底的高斯脉冲与一个单纯的高斯脉冲在线性坐标系(左图)以及对数坐标系(右图)下的波形图。从这两个图中可见,对于同样的脉冲,在线性坐标系下,其很小的连续本底不易被观察到,而在对数坐标下,此1%的本底则可以明显地反映出来。在飞秒激光烧蚀不同物质(例如激光手术)的应用中,连续背景光或者是次脉冲的存在可能会对烧蚀结果产生重要的影响。

存在1%连续本底的高斯脉冲(紫色线)与单纯的高斯脉冲(蓝色线)在线性坐标系(左图)以及对数坐标系(右图)下的波形图比较

存在1%连续本底的高斯脉冲(紫色线)与单纯的高斯脉冲(蓝色线)在线性坐标系(左图)以及对数坐标系(右图)下的波形图比较

 此外,绝大部分的激光加工过程,包括激光手术,一般需要用到多个激光脉冲。因此,脉冲与脉冲之间的相对能量稳定性也就变得非常重要。脉冲能量的不稳定性将直接导致烧蚀不均匀从而影响加工(或手术)效果。在激光手术中,超短脉冲激光的脉冲能量(或功率)稳定性还将影响不同批次的手术是否能有接近一致的结果。由此可见,这是一个极为重要的激光参数。

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