光电工程师社区

标题: “有源锁模”的原理 [打印本页]

作者: 风轻扬 时间: 2016-10-28 09:26
标题: “有源锁模”的原理
大家对激光锁模的技术了解吗？今天我们跟大家分享的是关于有源锁模的原理。有源方法通常需要引入一个外部信号来调制腔内的光波，请有兴趣的朋友们看看下面的内容吧。

      为了锁定激光震荡模式，可以在激光腔内放置一个声光调制器，这就是最常用的有源锁模技术。在使用电信号驱动的时候，这个技术会在激光腔内产生一个正弦幅度调制的光波。如果我们在频域内考虑，如果一个模式的光学频率为ν，幅度调制的频率为f，那么得到的信号的光学频率包含两个分量，ν − f 和 ν + f。如果调制器的驱动频率与激光腔模式间的频率间隔Δν相同，那么产生的这两个边带将和原始模式相邻的两个模式频率重合。由于这两个边带的信号同相，中心模式和相邻模式将被同时锁相。进一步的对调制器的操作会将 ν − 2f 和 ν + 2f锁定同相，如此继续下去，直到增益带宽内的所有模式都被锁定。但是如前面对激光器进行的描述，典型的激光器采用的是多模工作的方式，而且也不是由一个根模式所激发。因此多模式需要知道使用哪个相位。

   这个过程也可以放在时域过程中考虑。我们可以把幅度调制器想像成为插在激光腔中的一个快门，而激光在激光腔两端反射时都会需要通过快门。快门在关闭的时候会对光造成衰减，而在打开的时候会让其通过。如果调制频率f和激光往返腔的时间τ同步，那么仅仅有一个单独的光脉冲在腔间振荡。调制的强度实际上不需要非常大，即使快门在关闭的时候仅仅将光强衰减1%，就足够使激光锁模，这是因为激光会在激光腔内往返，不断的穿越调制器，从而不断的被衰减。和幅度调制有源锁模相关的技术是频率调制锁模，这种技术利用的调制设备是基于光电效应设计的。当将这种调制器放置在激光腔内并用电信号驱动的时候，它会是光线穿过它的时候产生很小的、正弦变化的频移。如果频移与往返激光腔的时间匹配，那么在激光腔内的一部分光将会不停地被向上频移，而另一部分不停地向下频移。重复很多次以后，上移的光和下移的光会超出激光器的增益带宽。因此，只有在穿越调制器是其频移为0的那部分光才会被保留下来，这会形成很窄的光脉冲。

   第三种有源锁模方法是同步锁模，或称同步泵浦。在这种技术中，激光的能量源自身被调制，从而可以有效的控制激光开关以产生脉冲。一般来说，泵浦源本身是另一束锁模激光。这种技术需要准确的匹配泵浦光和被驱动的激光腔长度。

欢迎光临光电工程师社区 (http://bbs.oecr.com/)