声光调制锁模激光器讲义

近代光学信息处理和光通讯系列实验讲义 声光调制锁模激光器实验

1 z sin N t 2 z c E z,t E0exp i t , (5) c 1z sin t c 2

其光强为

I z,t E z,t 2 1 z sin2 N t c 22 E0, (6) 1z sin2 t c 2

把（6）式与（4）式比较可知，但各纵模的相位同步以后，原来是连续输出的光强变成了随时间和空间变化的光强。现在分别在固定空间或固定时间上来观察光强的变化特点。

1、当固定空间位置（令z＝0）观察（6）式随时间的变化关系有

1 sin2 N t 2 , (7) I t E02 1 sin2 t 2

I(t)为相对光强。（7）式有一下特点：

（1） N个有相同频率间隔的同步等幅振荡，可使激光光强变成随时间变化

的脉冲序列，脉冲的周期T为

2 2LT , (8) c

T是光脉冲在腔内来回传播一次所需的时间。

（2） 在（7）式的分母趋于零时，可得光脉冲的峰值光强

2Imax N2E0, (9)

与（4）式比较，比自由振荡时的平均光强大了N倍。

（3） 光脉冲的宽度 为

2 1 , N G (10)

是脉冲周期T的1/N，锁住的纵模个数越多，锁模脉宽就越窄，把（2）式代入（10）式，得

2 1 (11) , G G

锁模脉宽 与增益线宽 G成反比，增益线宽越宽，参与相干叠加的纵模个数

越多，脉宽 就越窄。图1给出E0＝1，N＝5时，（7）式的计算结果。