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单发频率分辨光学开关法中的飞秒脉冲解调技术研究

任伟新  
【摘要】:超短脉冲的具有峰值功率高﹑窄脉宽等特点,在物理学﹑生物学﹑医学﹑化学控制反应﹑光通讯﹑高密度存储和记录﹑精细加工等行业得到了广泛应用。随着超短脉冲技术的不断发展,脉冲宽度越来越短。传统测量方法已经无法实现对超短脉冲的测量。本文采用的单发频率分辨光学开关法,能够准确测量飞秒脉冲的脉宽、波形和位相信息。 论文的工作主要包括以下方面: 1.对超短脉冲测量技术进行了简单的回顾,重点阐述了超短脉冲激光技术的发展与脉冲测量技术的进步。介绍、分析了单发频率光学开关法的测量原理和技术特点,对飞秒脉冲的二次谐波产生理论进行了详细的说明,并针对光学频率光学开关法的共线和非共线方案进行了分析。同时对共线方案中的倍频信号解调技术进行了研究。对解调技术中的广义投影算法(PCGPA)进行了详细的分析。 2.应用合适的光学器件搭建了实验装置,对掺钛蓝宝石飞秒激光器的800nm脉冲进行了测量。通过CCD相机拍摄到了准确的倍频光谱图,同时运用MATLAB软件编写了超短脉冲解调程序。 3.通过MATLAB解调程序,模拟了超短脉冲的解调过程;利用实验测量到的倍频光谱数据完成了超短脉冲波形的解调。得到了飞秒脉冲的宽度和位相信息,结果表明:模拟和实验得到的结果与激光参数基本吻合,而解调噪声主要来源于狭缝对光的衍射。通过分析,还得到了最佳的迭代参数和像距。


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