《时间分辨光谱》PPT课件.ppt
《《时间分辨光谱》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《时间分辨光谱》PPT课件.ppt(47页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、自由讨论:1,什么是Fourier变换?2,什么是光泵?3,描述脉冲光的物理参量有哪些?单位分别是什么?4,什么是幅度调制?可以利用什么办法实现?会出现什么结果?5,什么是光的相干?6,测量脉冲光的仪器有哪些?,第十一章 时间分辨激光光谱,超短激光脉冲的产生超短激光脉冲的测量寿命测量Pump-probe技术,光谱分辨:,时间分辨:,空间分辨,高分辨,Fourier变换,取自数学手册p.188,高斯线型,半高宽,半周期,超快现象,激发态的消激发;非平衡态向热平衡态的弛豫;分子预解离;飞秒化学;视觉过程;光合作用;.,第9.1节 超短激光脉冲的产生,非相干光源的脉冲宽度受激发(放电)电子线路脉宽的
2、限制(ms,ns);而超短光脉冲的产生借助于激光的相干性,可远小于电学脉宽也可以小于泵浦光脉冲(fs,as)。,一、脉冲激光的时间线型,脉冲激发Pp(t)导致脉冲粒子数反转N(t),从而产生脉冲激光输出PL(t),但是激光PL(t)又降低粒子数反转N(t),Pp(t)N(t)受激发射激光 PL(t)N(t),i,k p宽脉冲激光染料激光器,i,k k 自熄火激光N2激光器,I,k p多尖峰脉冲激光灯泵红宝石激光器,泵浦光上升时间,基态i 粒子数保持,激发态k粒子容易清除,在光泵光减少之前,激光已经停止,和泵浦光步调一致,稳定光脉冲,粒子数反转快速建立,受激辐射破坏粒子数反转,二、调Q,高损耗、
3、低Q值,低损耗、高Q值,目的:消除尖峰效应,产生强的窄脉冲激光。原理:抽运过程中Q值低,当反转粒子数达到最大值时突然提高Q值,此时增益比降低了的阈值高许多,振荡场迅速建立,产生雪崩过程,受激辐射很快耗尽反转粒子数。,1,快速转动腔镜,实现Q开关,2,利用电光效应调Q,电光效应:电场使晶体的介电张量发生变化,导致折射率 n变化(光率体发生畸变)。二次(平方)电光效应Kerr效应 一次(线性)电光效应Pockel 效应,偏振旋转角,a,实验装置图b,短脉冲图,P1,P2偏振方向交叉:,三、腔倒空,目的:从CW激光器中产生脉冲序列原理:连续运转(CW)时Q值高,激光输出小,腔内功率高;突然降低Q值,
4、腔内储存的能量很快释放,形成脉冲。,第一次经过晶体:,折射,透射,第二次M3反射经过晶体:,折射,透射,折射率正比于声波调制幅度,经过M2,prism反射输出,虚线,缺点:在脉冲线性里面,包含 频率调制信号,脉宽,脉冲重复率,举例,四、激光器的锁模,目的:获得更窄更强的激光脉冲原理:在一般的脉冲或调Q激光器中,各振荡纵模独立输出能量,模之间的位相关系不固定,输出为功率相加(mP)。锁模是使各振荡模满足频域相干叠加条件:(1)模间隔一定;(2)相对位相固定。这样多纵模在腔内时间相干、振幅叠加,使得总功率出现时间上相对集中短脉冲(ps)。,主动锁模:用电光、声光元件进行调幅(损耗)、调相。被动锁模
5、:放置饱和吸收材料于腔内自发锁模:多个纵模间的非线性作用,调Q:几十几百倍 2L/c腔倒空:2L/c锁模:2L/mc(m为模数),模间距(周期),自由光谱程,主动锁模 调制器振幅(损耗)调制,单色光,幅度调制频率,两边带,腔模,如果调制频率等于腔模间隔,如果多次经过声光调制器,这些模式相干震荡,相位耦合,在t时候到达最大时,经过2d/c时也到达最大,声光调制器,调制幅度,透过光强,透过光强幅度,如果,对应下一个腔模频率,增益宽度,模式间隔,震荡模式数量,输出光强总幅度,对应下一个腔模幅度,模式间隔,脉宽,5个模式锁定,15个模式锁定,被动锁模 腔内非线性饱和吸收材料的周期性饱和,原理(起伏模型
6、):自发辐射(光强无规起伏)非线性饱和效应吸收材料对弱的吸收大对强的吸收小 产生周期脉冲(ps),吸收材料,脉宽,线宽,用锁模激光做同步泵浦,用脉冲激光器L1去泵浦另一激光器L2,,激光器L1的脉冲重复间隔,激光器L2的脉冲重复间隔,同步泵浦,L1,L2,由于饱和效应,输出脉冲比泵浦脉冲短:可以获得1ps的光脉冲,脉宽,氩离子激光器泵浦,燃料激光器输出,不同方式产生短脉冲激光,五、飞秒激光的产生,1、碰撞脉冲锁模(colliding-pulse mode locking,CPM),在环形腔中,放大A1和吸收A2点间距为总长的1/4。两相反方向传播的光脉冲在吸收A2处叠加。形成相涨相干,形成驻波
7、。,1,吸收介质薄,光通过时间短400fs(d100um)2,在驻波中,光强吸收少,光弱吸收大脉冲压窄。,两脉冲部分重叠,光强和吸收调制大,两脉冲完全重叠,光强和吸收调制小,2、Kerr透镜锁模Kerr lens mode locking,KLM(100fs),折射率,电场诱导非线性极化,1,光强处诱导折射率大,光更加汇聚Kerr lens focusing2,脉冲入射光时间脉冲上中间部分的光较强,Kerr汇聚效果更加明显,对应与空间分别的中间部分。3,利用光阑将空间周围低光强部分虑掉,相当于将时间脉冲上脉冲头和脉冲尾虑掉脉宽压窄,3、光学脉冲压窄(线性、非线性色散),增加光谱带宽可以压缩脉冲
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 时间分辨光谱 时间 分辨 光谱 PPT 课件

链接地址:https://www.31ppt.com/p-5526666.html