激光光谱－－绪论

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1、激光光谱－－绪论主讲教师：许立新所有大分子的转动和振动频率THzGap频率：0.1THz–10THz（0.03mm–3mm)宏观电子学向微观光子学过渡的频段绪论光谱学是通过物质（原子、分子、团族等）对光的吸收、发射与散射，研究光与物质相互作用的一门学科起源于17世纪牛顿的色散实验1814年夫琅和费用棱镜在太阳光谱中观察到576条吸收线1860年基耳霍夫用自制的分光仪发现了铯和铷元素，奠定了光谱化学的基础绪论激光的出现给光谱学赋予了新的生命力可调谐激光器的出现和发展－－激光光谱学激光光谱学－－基础科学重要的研究手

2、段应用科学中探测与分析方法基于同一激光种子分成若干束，分别经放大和相位调制后进行相干叠加2010Black:noRamanBlue:1Wpump0Red:1.27Wpump-10-20-30-40Outputpower(dBm)-50-601547154815491550155115521553Wavelength(nm)Raman辅助四波混频输出光谱与四波混频比较unsaturatedgainsaturated均有展宽介质gainlossνunsaturatedgainsaturatedgainloss非均有展宽介质ν光

3、纤SRS提供非线性增益，可输出功率稳定的多波长高饱和输出功率，易获得大功率输出可获得任意波长激光可获得很宽的增益谱线GainProfile12.0010.008.006.00Gain(dB)4.002.000.0015201540156015801600Wavelength(nm)单波长泵浦的Raman增益谱多波长泵浦的Raman增益谱光谱烧孔显示SRS增益为非均匀展宽4035Realspectralholeburningpumppower302.1W2520Gain(dB)151015001520154015601580

4、Wavelength(nm)1050040单波长功率可达-1010dBm30-20信号背景比接近-302050dBSignaltobackground(dB)OutputPower(dBm)-4010-50015351540154515501555156015651570Wavelength(nm)单波长泵浦Raman多波长光纤激光器间距100GHz100-10-20-30OutputPower(dBm)-40-50-60153015401550156015701580Wavelength(nm)FibreLosses:Si

5、nglemodefibre10050105ExperimentalInfrared absorption1Rayleigh 0.5scatteringUltraviolet absorptionWaveguide Attenuation(dB/km)0.1imperfections0.050.010.81.01.21.41.61.8Wavelength(µm)40GHz(a)(b)40GHzmode-2pslockedlaser单频激光器工作100-10-20-30-40掺ErDFB光纤激光器-50-60Outputpowe

6、r(dBm)1048105010521054105610581060Wavelength(nm)掺YbDFB光纤激光器自注入锁定光纤激光器BroadBandSource-10-20-30-40-50Er3+-Yb3+能级图-60ASEoutputpower(dBm/0.05nm)96010001040108011201160Wavelength(nm)RamanAssistFour－waveMixingSchematicdiagramoftheeight-channel,densewavelength-divisionmul

7、tiplexing80Gbps(10Gbps/channel)fibre-opticscirculatingloop.Experimentalsetupofthe80Gbps,DWDMfibre-opticscirculatingloop.100-10-20-30-40-50-60154815501552155415561558Outputpower(dBm)wavelength(nm)DWDM信道——齿科材料光谱色度测试仪光源各种激光光源染料激光器、飞秒激光器、调Q激光器、连续激光器ASE光源，超连续激光检测仪器光栅光

8、谱仪干涉仪光电探测器锁相放大器取样平均器单光子计数器光学多通道分析仪分光光度计检测技术激光吸收光谱发射光谱拉曼光谱图3-1石英光纤中Yb3+的吸收截面(实线)和发射截面(虚线)，其中插图为Yb3+能级结构示意图Whatistheopticalfrequencycomb(