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《天津大学》 2005年
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小波变换在飞秒激光技术中的应用

邓玉强  
【摘要】: 本文对飞秒脉冲发展历程作了简单的回顾,并对目前最为常用的三种测量方法:自相关方法、频率分辨光学开关法和光谱相位相干直接电场重建法作了简单的介绍。其中,光谱相位相干直接电场重建法不需要移动的部件和迭代的算法,计算速度快,在脉冲压缩的反馈补偿中发挥重要的作用。然而在其相位还原的滤波过程中,不同的滤波窗口引入不同程度的噪声,导致还原相位的不确定性。本文将小波变换引入飞秒脉冲的光谱相位还原,消除了传统Fourier变换方法不同滤波窗口产生不同光谱相位的不确定性的影响,并产生能够直观地判断脉冲光谱相位的SPIDER行迹。分别对模拟的光谱干涉和实验的光谱干涉作了相位还原,并通过添加各种噪声检查了小波变换方法抵抗噪声干扰的能力。以对复杂的有结构光谱的相位还原为例,说明了小波变换更有利于有结构光谱的相位还原。为了说明如何选择合适的小波函数,分别对模拟的和实际的光谱检验了不同形状因子的Gabor小波作为小波母函数对于光谱相位还原的影响,找出了适合应用的Gabor小波最佳形状因子范围。本文也将小波变换作为频谱分析工具应用于THz波的频谱分析,得出了时间分辨的THz频谱,通过从水蒸汽的小波变换THz吸收谱中抽取的16条谱线与Fourier变换方法及其它实验方法得到的结果的比较,证明了小波变换能够作为一种精确的THz波频谱分析方法。与小波变换还原飞秒脉冲光谱相位类似,小波变换也被应用于超短放大脉冲的载波-包络相位提取,从放大脉冲的f-to-2f光谱拍频中得到了和Fourier变换方法所得结果相一致的载波-包络相位。应用小波变换分析光谱干涉的原理直接从FROG行迹的时间-频率脊上还原脉冲时域相位,对于时间-频率脊变化平缓的FROG行迹还原出了较精确的脉冲时域相位。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN241

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