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光学频率梳技术解析

发布时间:2021-08-01 人气:

本文摘要:光学频率巴利是时隔非同脉冲激光问世之后激光技术领域的又一重大突破。光学频率巴利由“锁模激光器”产生,是一种非同脉冲(飞秒1e-15s量级)的新型激光光源。飞秒激光脉冲是通过瞄准飞秒激光器内所有需要波动的激光纵模的振幅而构成的周期性脉冲。

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光学频率巴利是时隔非同脉冲激光问世之后激光技术领域的又一重大突破。光学频率巴利由“锁模激光器”产生,是一种非同脉冲(飞秒1e-15s量级)的新型激光光源。飞秒激光脉冲是通过瞄准飞秒激光器内所有需要波动的激光纵模的振幅而构成的周期性脉冲。

如果对飞秒激光脉冲的反复频率和载波正弦频移展开仪器掌控,根据傅里叶转换,在频域上即为产于均匀分布、方位相同且光谱范围近于长的一系列梳状谱线,则为“光学频率巴利”,其可以作为参照来测量不得而知频率或将激光平稳到特定频率,而其在时域上则展现出为反复频率平稳的飞秒脉冲激光,如下图右图。飞秒光学频率巴利的经常出现归功于飞秒锁模激光、非线性光学、时间频率基准和激光稳频技术等领域的发展,是超快光学与仪器光谱学极致融合的产物。

人们最初研究飞秒光学频率巴利的目的是要对光波频率展开必要仪器计量,在此之前谐波光频链分担了从微波频率向光频的过渡性工作,但是其系统过分简单且测量的光频数量十分受限。而飞秒光学频率巴利构建了微波频标与光学频率的必要相连,可实现从兆赫兹到太赫兹的必要频率传送,为下一代时间频率基准的创建和频率传送等方面的研究奠下了基础。同时,由于飞秒光学频率巴利独有的时域和频域特性,使其在激光频率计量、光钟、频率标准传送、意味著距离测量和仪器光谱等方面具有更大的优势和应用于前景。此外,由于光学频率巴利在频域上的一系列规整的光谱谱线,使其可作为光谱分析的天然“刻线”,而且各“刻线”间的宽度较宽粗,故享有较高的光谱分辨率。

而基于飞秒光学频率巴利发展一起的,大同小异传统的傅里叶转换光谱仪的双光巴利光谱仪,在中红外光巴利高分辨气体光谱分析中充分发挥着最重要起到。德国TOPTICA公司自2004年起就已创建超快光纤激光体系,现将业务扩展到光巴利领域。

TOPTICA公司的劣频光巴利(DifferenceFrequencyCombs,DFC)产品基于锁模的掺入铒(Er)超快光纤激光器,具备独有的CERO(“zero-CEO”)专利技术,使得载波正弦频移νCEO保持为零,并归功于共模抑制作用,其光巴利需要免遭振幅位移和频率位移的扰动影响。TOPTICA能确保波长范围从420nm至2200nm的激光器,均可通过振幅瞄准技术锁到DFC光梳上。TOPTICA公司DFC光巴利频域和时域序TOPTICA的DFC光巴利产品含DFCCORE、DFCCORE+和DFCSEED三种版本。

DFCCORE和DFCCORE+都包括4路或8路振幅平稳的1560nm激光输入。而DFCSEED模块运用于OPCPA(光学参量啁啾脉冲缩放)和高功率必须非同脉冲振幅平稳的放大器种子源(1560nm,1030nm,1950nm)。

TOPTICA光巴利产品主要参数表此外,TOPTICA还获取一些波长拓展模块,可将DFCCORE的1560nm输入转化成为420nm至2200nm之间的给定所须要波长,波长切换模块都是基于TOPTICA的光纤飞秒激光技术。TOPTICA光巴利波长拓展模块而归功于长而平缓的光谱增益特性,使得量子级联激光器(QuantumCascadeLasers,QCLs)需要很好地应用于光巴利领域。

知名的瑞士AlpesLasers公司致力于研发生产先进设备光源,是获取高性能、低稳定性的量子级联激光器的专业生产商,产品波长可覆盖面积4-20μm红外波段,主要应用于各种场合的化学/气体分析。其QCL光巴利产品使用独立国家一体化设计,将泵浦激光和微腔构建于波导结构中,能覆盖面积完全所有的中、宽红外波段。AlpesLasers公司的双光巴利光谱产品,即一般来说包括观测光梳和参照光巴利各一个,使用的是外差拍频技术,不具备超强高分辨率和取样时间仅有几十个cm-1的定动态取样特性。

而且此双光巴利光谱产品融合了DFB-QCLs的较宽线宽、不跳跃碰可回声性并具备更加长的波长覆盖范围。环球嘉博(北京)科技有限公司作为著名的光电设备代理商,代理还包括TOPTICA和AlpesLasers在内的多家知名国际光电品牌,将之后致力于获取顶级的产品解决方案和优良的服务质量,助力国内科研事业的发展。


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