本文章介紹了脈衝(chong) 激光器的鎖模技術的基本原理。
激光器鎖模技術的基本原理介紹
鎖模技術是一個(ge) 實現穩定脈衝(chong) 激光的重要方法，鎖模是讓激光器振蕩器內(nei) 的不同頻率的光在鎖定了穩定相位關(guan) 係時由於(yu) 幹涉效應而產(chan) 生光脈衝(chong) ，如圖1中所示。
圖1：鎖模激光器振蕩器中光場時域示意圖。
當激光器內(nei) 存在多種頻率的光，且它們(men) 的相位如果在某一時間點達到穩定一致，就實現了鎖模，在它們(men) 相位相同的時間點激光器會(hui) 輸出峰值脈衝(chong) 。
設第q個(ge) 頻率的光振幅、角頻率、初始相位分別為(wei) 
、
、
。在空間z=0處，的電場可表示為(wei) ：
激光器的所有光的總和電場表示為(wei) ：
由於(yu) 激光器內(nei) 的多模(頻率)光之間的初始相位各異、因此多縱模激光之間的為(wei) 非相幹迭加。時域上光強無規則。但通過鎖模技術使激光器諧振腔中的的多模光初始相位一致：設諧振腔內(nei) 有
共
個(ge) 模，又設相鄰模式的角頻率相差
則
其中
為(wei) 中心角頻率，於(yu) 是式(2)可以表示為(wei) ：
其中為(wei) 多模激光器中的光總和電場表達式，如果初始相位一致可以表示為(wei) 
則式(3)可表示為(wei) ：
對於(yu) 鎖模激光器的輸出光強可由
簡單表示如下：
式(5)中所示鎖模激光器的光強輸出有時間規律性：當
時有極大值，且極大值正比於(yu) 
所以諧振腔中的模數越多，鎖模脈衝(chong) 激光器的峰值光強越大(如圖1所示)。
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