频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的研究.pdf

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1、第32卷第2期应用激光V0l

2、32．No．22012年4月APPLIEDLASERApril2012频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的研究文汝红(宜春学院物理科学与工程技术学院，江西宜春336000)摘要在详细分析频率分辨光学开关法(FROG)的基础上，对几种类型的FROG迹线进行了模拟，并运用Matlab软件编制程序还原出脉冲信息。用二次谐波型频率分辨光学开关法(SHG—FROG)测量了KLM钛宝石激光器的输出脉冲，并运用算法进行了处理，得到脉冲的振幅和相位信息，与干涉自相关法的测量结果一致。关键词频率分辨光学开关法；飞秒脉冲；二次谐波；自相关中图分类号：TN249；TM93

3、文献标识码：Adoi：10．3788／AL20123202．143MeasurementofFemtoseeondLaserPulsesUsingFrequencsolvedOpticalGatingTechniqueWenRuhong(PhysicsScienceandTechnologyCollege．YichunUniversity，Yichun，Jiangxi336000，China)AbstractThetheoryandthealgorithmofthefrequency-resolvedopticalgating(FROG)methodforretrieving

4、amplitudeandphaseofultrashortlaserpulsearepresented．SeveraltypesofFROGarenumericallysimulated．Thentheamplitudeandthephaseofthepulseareretrievedforthefree—noiseand20％randomnoiseSHG—FROGtraces．AmeasurementispresentedwithSHG—FROG．ThecharacterizationofTi：sapphirepulseismeasuredwiththeapparatus．

5、Thepulsedurationisinreasonableagreementwiththemeasurementusinginterferenceautocorrelation．Keywordsfrequency-resolvedopticalgating(FROG)；femtosecondlaserpulse；secondharmonicgeneration(SHG1；autocorrelationO引言1FRoG的原理超短脉冲不断发展，其在各个领域的应用不断FROG装置是建立在传统自相关法基础上，将发展，对超短脉冲测量技术的要求亦不断发展。由待测脉冲经分束后分成两个具有

6、相对时间延迟的于目前最快的光电探测器的分辨率为ps量级，无脉冲在非线性介质中混合，相互作用产生一个在系法直接探测到飞秒信号，所以，飞秒脉冲的测量必列时间段内频率分辨的信号脉冲，用光谱仪和CCD须采取间接的测量方法。目前应用最为广泛的飞秒将其记录为强度随频率和时间延迟变化的空间图脉冲测量方法是自相关测量法、频率分辨光学开关形，称为FROG行迹[4]，如图1所示。法(FROG)[13和光谱相位相干直接电场重建法(SPIDER)吲。自相关测量法具有结构简单、使用方便、运转稳定、容易调节等优点。但推算脉冲宽度时需要假设脉冲波形，往往会产生很大误差。在自相关法基础上发展的FROG方法可

7、通过光谱仪测量FROG迹线，然后利用还原算法得到脉冲的全部信息，已成为检测超短脉冲的标准方法之一。本文对几种类型的FROG进行详细的模拟与分析，运用二次谐波型频率分辨光学开关法(SHG-FROG)进行了测量，并与自相关法进行了比较。图1FROG光路图收稿日期：2012—0卜07；收到修改稿日期：2012—03—14作者简介：文汝红(1979一)，女，硕士，讲师，从事光电技术及图像信息处理研究wenruhong12@yahoo．com．cn一143—比较，验证了算法和实验方法的正确性。为今后使5Ol一5o9．用该方法提供了一定的参考。[3]文汝红，刘天夫．用光谱位相相干电场重构

8、法还原飞秒脉冲相位【J】_应用激光，2006，26(4)：243—246．参考文献[4]邓玉强，王清月，张志刚．频率分辨光学开关法行迹相位[1]KANEDJ，TREBⅡOR．Characterizationofarbitrary还原的时频分析[J】．物理学报，2006，55(12)：6454—femtosecondpulsesusingfrequency-resolvedoptical6458．gating[J]．IEEEJ．Quantum．Electron．，1993，29(2)：571—[5]张建忠