用改进的光谱相位相干直接电场重构法装置测量飞秒激光脉冲的相位

在对光谱相位相干直接电场重构法(SPIDER)硬件和软件进行深入研究的基础上,建立了光谱相位相干直接电场重构法测量系统。测量装置中,利用厚度为50μm的非线性晶体(BBO)来保证测量装置的带宽,并对分束镜进行改进,使之引入色散减小。自行开发了一套基于Labveiw软件的光谱相位相干直接电场重构法测量系统,并能够用于实时测量。其中在还原算法中以脉冲对倍频干涉条纹中的ωτ作为线性快变项,并只对具有干涉条纹部分的频率范围进行还原相位,大大提高了光谱相位相干直接电场重构法测量的精度。用此系统测量了钛宝石激光振荡器的输出脉冲特性,并与干涉自相关比较,证实了测量的准确性。

无干涉条纹的光谱位相相干直接电场重构法

提出一种新的诊断飞秒脉冲振幅与位相的高精度测量方法.该方法发展了传统的SPIDER方法,保留了原方法对脉冲信息可以实时、有效和全面地测取的优点,并能克服其不能测量脉宽较大或位相信息复杂的脉冲的缺点.在新方法中和频后的脉冲对没有相对延时,形成无干涉条纹的剪切干涉图.在调节一个小量延时于某些特定值,可去掉剪切干涉图的歧义性.给出数值模拟结果,证明此方法无需经过傅里叶变换滤波,可直接由干涉图唯一地提取出脉冲的振幅与位相信息.

光谱相位相干直接电场重构法测量飞秒脉冲的适用性问题

分析了现有光谱相位相干直接电场重构法(SPIDER)系统的一个缺点,即需预先估计待测脉冲的特性,来设定合适的系统参数。因而其适用范围受到一定限制,特别是在测量啁啾脉冲时容易出现偏差。实验用SPIDEFR系统分别测量了钛宝石飞秒激光器输出的脉冲及其经BK7玻璃块展宽得到的啁啾脉冲,测得啁啾脉冲的宽度为295fs,作剪切量修正后测得脉宽为322fs,后者更接近理论预期的313fs。这表明SPIDER系统测量啁啾脉冲时,如果色散器提供的色散量不够大,会出现一定程度的偏差。通过补充记录两个和频脉冲的光谱,修正实际的剪切量,可有效减小误差,但问题仍未完全解决。

两种光谱相位相干电场重构法对复杂脉冲测量的准确度比较

借助数值模拟的方法,比较了传统的光谱相位相干直接电场重构(SPIDER)法和延时受控无条纹光谱相位相干电场重构(DCFF-SPIDER)法对复杂脉冲测量准确度的差异,并分析其内在的原因.理论计算表明,传统SPIDER方法在测量光谱和相位结构存在突变的复杂脉冲时,通常会出现一定程度的偏差,而DCFF-SPIDER方法能够保持很高的准确度.

改进型零附加相位光谱相位相干电场重构系统对啁啾脉冲的测量

现有的基于光谱相位相干电场重构法(SPIDER)的脉冲测量系统,在测量啁啾脉冲时容易出现误差.本文提出一个改进型零附加相位光谱相位相干电场重构系统(MZAP-SPIDER),来解决上述问题.在实验上,利用改进后的SPIDER系统测量了钛宝石飞秒激光器输出的脉冲及其经80mm长的BK7玻璃块展宽得到的啁啾脉冲.结果表明,该系统能胜任啁啾脉冲的相位测量.

用光谱位相相干电场重构法还原飞秒脉冲相位

基于光谱相位相干直接电场重建法(SPIDER)测量飞秒激光脉冲的基本原理和重构相位的反演算法,数值模拟了SPIDER技术重构飞秒脉冲相位的过程,分析了非线性晶体、时间延迟τ、光谱剪切量Ω的选取原则。以高斯型线性啁啾脉冲为例,还原出了脉冲的位相,得到不同的待测脉冲重构出的最佳位相曲线具有不同的最佳延迟时间和光谱剪切量。

用SPIDER法重构飞秒脉冲位相中参数的选择

为了更精确地测量飞秒脉冲特性以满足其不断拓宽的应用,基于光谱相位相干直接电场重构法(SP IDER)测量飞秒激光脉冲的基本原理和重构相位的反演算法,数值模拟了SP IDER重构飞秒脉冲相位的过程,分析了时间延迟τ、光谱剪切量Ω及滤波窗口宽度的选取原则。以宽度约为20 fs的高斯型线性啁啾脉冲为例,通过选取不同的时间延迟τ和光谱剪切量Ω重构脉冲的相位,发现重构位相曲线与原输入脉冲位相曲线最接近时,时间延迟τ约为1 210 fs,相对光谱剪切量Ω/Δω约为9%,滤波窗口宽度约为τ/3。

用SPIDER法还原飞秒脉冲振幅和相位误差

基于光谱位相相干直接电场重构法(SPIDER)测量飞秒激光脉冲的基本原理和重构飞秒脉冲的算法,数值模拟了SPIDER技术重构飞秒脉冲的过程,分析了时间延迟τ、光谱剪切量Ω的选取原则.以宽度约为50 fs的高斯型线性啁啾脉冲为例,取不同的时间延迟τ、光谱剪切量Ω重构了飞秒脉冲,得到:重构出的飞秒脉冲强度和位相最接近时,时间延迟τ约为2 260 fs,相对光谱剪切量Ω/Δω约为10%.

BBO晶体厚度对光谱相位干涉仪性能的影响

基于光谱相位相干直接电场重建法(SPIDER)测量飞秒激光脉冲的原理,建立了 BBO晶体光谱滤波作用的计算模型,数值模拟了不同参数BBO晶体的视频效率带宽,给出了对于不同宽度的待测脉冲及应选取的BBO晶体的厚度范围,并在实验中给予验证。结果表明:对于 20 fs的脉冲,可采用厚度为50μm的BBO晶体;而对于50 fs的脉冲,采用100μm厚的BBO晶体就已经能够满足其谱宽的要求。

飞秒脉冲振幅和相位的无干涉条纹重构法测量

对作者所提出的无干涉条纹直接电场重构测量飞秒脉冲的振幅和相位的新方法作出进一步理论分析,并通过实验测量说明该方法的优越性.该方法克服了传统的SPIDER方法的弊病,能得到一组无干涉条纹的图像,排除传统方法必须使用傅里叶变换滤波消除干涉条纹而引进的系统误差,使得该方法能够采用较简便设备且能较准确测量飞秒脉冲强度轮廓和相位.最后给出同一条件下新方法和传统SPIDER方法分别重构的脉冲强度自相关曲线与实验测量结果的比较,以说明新方法的有效性和优越性.

光谱相位相干电场重建法的准确相位还原

基于光谱相位相干直接电场重建法(SPIDER)原理,提出采用小波变换和傅里叶变换两种算法互校的方式,确定小波变换法的形状因子和傅里叶变换法的滤波窗口宽度,当两种算法的还原结果一致时,就实现了SPIDER的准确相位还原。通过自制的SPIDER测量仪和自编的SPIDER相位还原软件,实现了对复杂相位的准确还原。

光谱位相干涉仪参数的优化选取

模拟研究了光谱位相相干直接电场重构法的三个主要参数 :时间延迟τ、频率剪切量Ω和展宽器色散¨之间的相互关系 .研究结果表明 :不同的待测脉冲 ,具有不同的最佳时间延迟τ;而τ的改变所引起的Ω的改变又限制了τ的选取范围 ;在此情况下只有适当调整 ¨才能在τ的较宽的范围内保证测量精度 .

自参考光谱相干法的小波变换相位重建

将小波变换法引入光谱相位相干电场重建法的相位重建,从光谱干涉条纹的小波变换中直接读取条纹相位,消除了传统傅里叶方法滤波过程中产生的相位噪声.这种方法将有利于超宽带、单周期超短脉冲的产生,更适用于超短脉冲的评价.

基于SPIDER法测量飞秒脉冲的数值计算与模拟

为了测量飞秒脉冲的振幅和相位,采用光谱相位相干电场重构法(SPIDER)的光谱图数值分析公式,对高斯强度分布的线性啁啾脉冲、立方相位啁啾脉冲进行数值计算与数值模拟,并重构出飞秒脉冲的光谱相位,其模拟的结果与理论符合较好,光谱相位相干电场重构法能完全测量飞秒脉冲的振幅和相位。

超短激光脉冲测量技术的发展

文章综述了超短激光脉冲测量技术的发展历程,特别详细地介绍了目前国际上公认的测量飞秒脉冲的频率分辨光学开关法(FROG)和光谱相位相干电场重构法(SPIDER),并概述了处于实验室阶段的阿秒脉冲产生的基本原理及测量方法。

新型超短光脉冲测量技术

介绍了频率分辨光学快门和光谱相位干涉电场重建这两种新型的超短光脉冲测量技术的基本原理和特性，分析了它们在测量小于１０ｆｓ光脉冲时的主要特点和差异，简要介绍了其发展现状．

基于SPIDER法测量飞秒脉冲的数值分析与模拟

阐述了目前国际上公认的用于飞秒脉冲测量的光谱相位相干电场重构法(SPIDER)的光谱图数值分析过程,并对高斯强度分布的变换极限脉冲、线性啁啾脉冲进行数值计算及模拟,都获得了准确还原的飞秒脉冲在频域和时域的强度包络和相位.

光谱相位相干技术测量飞秒脉冲的倍频误差

从理论上推导了第Ⅱ类相位匹配下宽带飞秒脉冲的二次谐波光场,分析输入飞秒脉冲的非共线相位匹配方式、脉冲带宽引起相位失配与群速失配对测量的影响。结果表明,为了消除飞秒脉冲的带宽影响,需要对测量记录的光强乘以一个调制因子;测量相位误差与非共线相位匹配的夹角和晶体长度成正比;相位失配与群速失配产生相位测量误差,且第Ⅱ类相位匹配方式下脉冲附加相位值较大;强度和相位误差需要在脉冲重建结果中补偿。

飞秒激光光谱位相干涉仪的数值模拟与分析

对用光谱位相相干直接电场重建法 (SPIDER)测量飞秒光脉冲啁啾特性的光谱位相干涉仪进行了数值模拟 ;对假设具有不同类型啁啾的飞秒脉冲进行光谱位相重构 ,还原出时域脉冲强度包络和位相 。