主动锁模(Active Mode Locking)

更新时间:2023-11-10 03:37:12.000Z

分类: 激光

定义: 一种模式锁定技术,基于对腔内损耗或往返相位变化的主动调制

主动锁模(Active Mode Locking) 详述

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1. 诞生背景

主动模式锁定技术是为了解决传统激光器在高功率输出时产生的模式竞争问题而诞生的。模式竞争会导致激光器的输出功率、波长和脉冲宽度等参数不稳定,影响其在精密测量、通信和医疗等领域的应用。主动模式锁定技术通过对内损耗或往返相位变化的主动调制,实现了激光器的稳定输出。

2. 相关理论或原理

主动模式锁定技术的工作原理是通过在激光器腔内加入一个可调节的调制元件,如电光调制器声光调制器,对腔内的损耗或往返相位进行主动调制。当调制频率等于腔模式间隔的整数倍时,激光器的所有模式将被锁定,形成一个稳定的超短脉冲列。其输出脉冲的宽度可以通过调节调制元件的参数来精确控制。

3. 重要参数指标

主动模式锁定技术的重要参数指标主要包括脉冲宽度、重复频率和峰值功率等。其中,脉冲宽度是指锁定后输出的单个脉冲的时间宽度,一般在皮秒到飞秒范围内;重复频率是指输出脉冲列的频率,一般在兆赫到千兆赫范围内;峰值功率是指单个脉冲的最大功率,一般在千瓦到兆瓦范围内。

4. 应用

主动模式锁定技术广泛应用于光通信、光学测量、医疗诊断和科研等领域。在光通信中,它可以生成高速、高功率的光脉冲,用于光纤通信系统的信号源;在光学测量中,它可以生成超短脉冲,用于精密测量和光学成像;在医疗诊断中,它可以生成高峰值功率的脉冲,用于激光手术和光动力治疗等。

5. 分类

根据调制元件的不同,主动模式锁定技术主要有电光调制模式锁定和声光调制模式锁定两种。电光调制模式锁定是通过电光效应改变腔内的折射率,实现对模式的锁定;声光调制模式锁定是通过声光效应改变腔内的折射率,实现对模式的锁定。

6. 未来发展趋势

随着科技的发展,主动模式锁定技术将在脉冲宽度、重复频率和峰值功率等参数上实现更高的精度和稳定性。同时,随着新材料和新工艺的应用,调制元件的性能和寿命也将得到进一步提高。此外,主动模式锁定技术还将在更多的领域得到应用,如量子信息处理、超快光学和生物医学等。

7. 相关产品及生产商

目前,主动模式锁定激光器的主要生产商有Coherent、Spectra-Physics和TOPTICA等。这些公司的产品在脉冲宽度、重复频率和峰值功率等参数上都有很好的性能,广泛应用于科研、工业和医疗等领域。

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