两种光谱相位相干电场重构法对复杂脉冲测量的准确度比较

借助数值模拟的方法，比较了传统的光谱相位相干直接电场重构(SPIDER)法和延时受控无条纹光谱相位相干电场重构(DCFF-SPIDER)法对复杂脉冲测量准确度的差异，并分析其内在的原因.理论计算表明，传统SPIDER方法在测量光谱和相位结构存在突变的复杂脉冲时，通常会出现一定程度的偏差，而DCFF-SPIDER方法能够保持很高的准确度. 关键词： 光谱相位相干直接电场重构法 飞秒脉冲测量 超快信息光学     

用SPIDER法重构飞秒脉冲位相中参数的选择

为了更精确地测量飞秒脉冲特性以满足其不断拓宽的应用，基于光谱相位相干直接电场重构法（SPIDER）测量飞秒激光脉冲的基本原理和重构相位的反演算法，数值模拟了SPIDER重构飞秒脉冲相位的过程，分析了时间延迟τ、光谱剪切量Ω及滤波窗口宽度的选取原则。以宽度约为20fs的高斯型线性啁啾脉冲为例，通过选取不同的时间延迟τ和光谱剪切量Ω重构脉冲的相位，发现重构位相曲线与原输入脉冲位相曲线最接近时，时间延迟τ约为1210fs,相对光谱剪切量Ω/Δω约为9%，滤波窗口宽度约为τ/3。     

飞秒脉冲振幅和相位的无干涉条纹重构法测量

对作者所提出的无干涉条纹直接电场重构测量飞秒脉冲的振幅和相位的新方法作出进一步理论分析,并通过实验测量说明该方法的优越性.该方法克服了传统的SPIDER方法的弊病,能得到一组无干涉条纹的图像,排除传统方法必须使用傅里叶变换滤波消除干涉条纹而引进的系统误差,使得该方法能够采用较简便设备且能较准确测量飞秒脉冲强度轮廓和相位.最后给出同一条件下新方法和传统SPIDER方法分别重构的脉冲强度自相关曲线与实验测量结果的比较,以说明新方法的有效性和优越性. 关键词： 光谱相位相干直接电场重构法 飞秒脉冲测量 超快信息光学     

不同波长飞秒脉冲的相位测量

飞秒脉冲技术的不断发展能够较方便地产生不同波段和结构特性的飞秒脉冲. 对已有的改进型零附加相位光谱相位相干电场重构系统进行优化整合,使之胜任不同特性飞秒脉冲的测量. 利用该系统测量了两台飞秒激光系统输出不同波长的脉冲及其通过厚度为80 mm的BK7玻璃块而得到的啁啾脉冲. 实验结果表明,该系统的适用范围较宽. 关键词： 光谱相位相干直接电场重构法 飞秒脉冲测量 波长     

激光、激光技术 激光参数测量

TN247 2006032047用改进的光谱相位相干直接电场重构法装置测量飞秒激光脉冲的相位=Phase measurement of femotosecond laserpulses usingi mproved spectral phase interferometry for di-rect electric-field reconstruction technique[刊,中]/吴祖斌(天津大学超快激光研究室,光电信息技术科学教育部重点实验室.天津(300072)) ,王颖…∥中国激光.—2006 ,33(1) .—21-25在对光谱相位相干直接电场重构法(SPIDER)硬件和软件进行深入研究的基础上,建立了光谱的相位相干直接电场重构法测量系统。测量装置中,利用厚度为50μm的非线性晶体(…     

飞秒脉冲振幅和相位的无干涉条纹重构法测量

对作者所提出的无干涉条纹直接电场重构测量飞秒脉冲的振幅和相位的新方法作出进一步理论分析，并通过实验测量说明该方法的优越性.该方法克服了传统的SPIDER方法的弊病，能得到一组无干涉条纹的图像，排除传统方法必须使用傅里叶变换滤波消除干涉条纹而引进的系统误差，使得该方法能够采用较简便设备且能较准确测量飞秒脉冲强度轮廓和相位.最后给出同一条件下新方法和传统SPIDER方法分别重构的脉冲强度自相关曲线与实验测量结果的比较，以说明新方法的有效性和优越性.     

飞秒激光脉冲宽度和脉冲波形测试技术

飞秒激光在激光核聚变、卫星精密测距、激光微加工等领域具有重要的应用前景,同时也是产生太赫兹波的主要泵浦源。介绍了国内外飞秒激光脉冲宽度和脉冲波形的测试方法,比较了自相关法、频率分辨光学快门法、光谱相位相干直接电场重构法的优缺点。自相关法具有脉宽测量范围广、结构简单等特点,但不具备脉冲波形测试能力。光谱相位相干直接电场重构法对待测激光光束质量要求较高, 不适合大量程范围激光脉宽快速测量。为满足10 fs~5 ps大量程范围超短激光脉冲宽度和脉冲波形的测试需求,采用自相关法及二次谐波频率分辨光学开关法研制飞秒激光脉冲宽度和脉冲波形测试仪,时间分辨率优于2 fs。     

变形镜对千赫兹掺钛蓝宝石飞秒激光频谱相位补偿

尝试用光谱展宽的方法从频谱相位(而非时域相位)的角度利用变形反射镜来补偿1kHz飞秒激光系统输出光路的频谱相位畸变,从而提高飞秒激光脉冲的时域强度衬比度,改善其光束质量。频谱相位补偿实验是在一台1kHz掺钛蓝宝石飞秒激光系统输出光路中,针对超短脉冲光束通过传输介质后的频谱相位畸变,引入变形反射镜进行补偿。应用频谱相位干涉直接电场重构(SPIDER)方法和仪器作为测量手段,建立了一套相位测量补偿系统。实验结果表明用变形反射镜可使激光脉冲的相位畸变得到较好的补偿,脉冲的光束质量得到改善。这种方法的主要思想就是将相位补偿转换为空问的光程控制,控制简单且损耗很低,是自适应光学中具有应用前景的一种补偿方法。     

自参考光谱相干法的小波变换相位重建

将小波变换法引入光谱相位相干电场重建法的相位重建，从光谱干涉条纹的小波变换中直接 读取条纹相位，消除了传统傅里叶方法滤波过程中产生的相位噪声. 这种方法将有利于超宽 带、单周期超短脉冲的产生，更适用于超短脉冲的评价. 关键词： 超短脉冲 相位重建 小波变换     

用SPIDER法测量飞秒激光脉冲的光谱相位

介绍了用SPIDER测量光谱相位的实验装置和模拟计算飞秒激光特性参数的原理；提出了Ω 和τ等重要参数的确定方法.实验上用自建的SPIDER进行了掺钛蓝宝石飞秒振荡器输出脉 冲的相位测量，并以此为基础还原出了原输入脉冲的时域形式，模合计算所得的脉宽为107 fs，与利用二次相关法直接测量的结果十分一致. 关键词： 飞秒激光 SPIDER 光谱相位 光谱相干     

无干涉条纹的光谱位相相干直接电场重构法

提出一种新的诊断飞秒脉冲振幅与位相的高精度测量方法.该方法发展了传统的SPIDER方法，保留了原方法对脉冲信息可以实时、有效和全面地测取的优点，并能克服其不能测量脉宽较大或位相信息复杂的脉冲的缺点.在新方法中和频后的脉冲对没有相对延时，形成无干涉条纹的剪切干涉图.在调节一个小量延时于某些特定值，可去掉剪切干涉图的歧义性.给出数值模拟结果，证明此方法无需经过傅里叶变换滤波，可直接由干涉图唯一地提取出脉冲的振幅与位相信息. 关键词： 光谱位相相干直接电场重构法 飞秒脉冲测量 超快信息光学     

Numerical simulation for characterizing femtosecond optical pulses with the SPIDER algorithm

In this article based on the spectral phase interferometry for direct electric-field reconstruction (SPIDER), the femtosecond pulses with various phase characters are numerically simulated. The spectral phases and amplitudes of the transform-limited pulse, the linear chirped pulse, the cubic dispersion pulse, the quartic dispersion pulse, the self-phase modulation pulse and the pulses with the combination of different chirped characters are retrieved. These characterized pulses are applicable to the real-time measurement as samples for diagnosing the chirped characters of pulses quickly.     

Generation of double pulses in-line by using reflective Dammann gratings

Doubled femtosecond laser pulses in-line are needed in the collinear pump-probe technique, collinear second harmonic generation frequency-resolved optical gating (SHG FROG) and the spectral phase interferometry for direct electric-field reconstruction (SPIDER), etc. Normally, it is generated by using a Michelson's structure. In this paper, we proposed a novel structure with two-layered reflective Dammann gratings and the reflective mirrors to generate doubled femtosecond laser pulses in line without transmission optical elements. Angular dispersion and spectral spatial walk-off are both compensated. In addition, this structure can also compress the positive chirped pulse, which cannot be realized with a Michelson's structure. By adopting triangular grating and blazed gratings, the efficiency of the system would in principle be increased as the Michelson's scheme. Experiments demonstrated that this method should be an alternative approach for generation of the double compressed pulses of femtosecond laser for practical applications.     

Characterization of sub-6-fs optical pulses with spectral phase interferometry for direct electric-field reconstruction

We demonstrate spectral phase interferometry for direct electric-field reconstruction (SPIDER) as a novel method to characterize sub-6-fs pulses with nanojoule pulse energy. SPIDER reconstructs pulse phase and amplitude from a measurement of only two optical spectra by use of a fast noniterative algorithm. SPIDER is well suited to the measurement of ultrabroadband pulses because it is quite insensitive to crystal phase-matching bandwidth and to unknown detector spectral responsivity. Moreover, it combines highly accurate pulse-shape measurement with the potential for online laser system diagnostics at video refresh rates.     

光谱位相干涉仪参数的优化选取

模拟研究了光谱位相相干直接电场重构法的三个主要参数：时间延迟τ、频率剪切量Ω和展宽器色散φ之间的相互关系.研究结果表明：不同的待测脉冲，具有不同的最佳时间延迟τ；而τ的改变所引起的Ω的改变又限制了τ的选取范围；在此情况下只有适当调整φ才能在τ的较宽的范围内保证测量精度. 关键词： 光谱位相相干直接电场重构法 飞秒脉冲测量 光谱相干     

用SPIDER法测量超宽带钛宝石振荡器的激光脉宽研究

用SPIDER方法测量了超宽带钛宝石振荡器输出激光的脉宽，得到7.86 fs的测量结果，这是目前国内所报道的仅用啁啾镜补偿色散、直接从振荡器输出的最短激光脉冲.简要介绍了振荡器的基本结构和SPIDER方法测量装置，并对计算得到的光谱相位进行了讨论和分析.     

Characterization of high-intensity sub-4-fs laser pulses using spatially encoded spectral shearing interferometry

We report on the full amplitude and phase characterization of high-intensity few-cycle laser pulses generated in a single-stage hollow core fiber system with subsequent compression by ultrabroadband chirped mirrors. We use a spatially-encoded arrangement (SEA) spectral phase interferometry for direct electric field reconstruction (SPIDER) with spectral filters for ancilla generation to characterize the sub-4 fs pulses with spatial resolution.     

啁啾脉冲堆积宽带激光的时间与频谱特性分析

理论研究了啁啾堆积脉冲宽带激光时间与频谱特性与子脉冲参量的关系.结果表明,变换极限子脉冲堆积所得的脉冲平滑,频率啁啾型与时间啁啾型子脉冲堆积所得脉冲出现时间调制,平滑性变差,从频谱上看,前者出现单一谱线,而后者可看到多条谱线|随着子脉冲间延迟的增加,堆积脉冲由脉冲间干涉引起的时间调制增多,但幅度减弱,而频谱的谱线数量增加.所得结果可为适当地选择堆积脉冲参量以获得所需的时间与频谱形状的宽带激光提供参考.