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     

Pulse‐shape instabilities and their measurement

Multi‐shot pulse‐shape measurements of trains of ultrashort pulses with unstable pulse shapes are studied. Measurement techniques considered include spectral‐phase interferometry for direct electric‐field reconstruction (SPIDER), second harmonic generation frequency‐resolved optical gating (FROG), polarization gate FROG, and cross‐correlation FROG. An analytical calculation and simulations show that SPIDER cannot see unstable pulse‐shape components and only measures the coherent artifact. Further, the presence of this instability cannot be distinguished from benign misalignment effects in SPIDER. FROG methods yield a better, although necessarily rough, estimate of the pulse shape and also indicate instability by exhibiting disagreement between measured and retrieved traces. Only good agreement between measured and retrieved FROG traces or 100% SPIDER fringe visibility guarantees a stable pulse train.     

光谱位相相干电场法的参数分析及测量

从光谱位相相干电场重构法（ＳＰＩＤＥＲ）的原理出发,实现了算法、讨论时间延迟、光谱剪切量、滤波窗口宽度、色散量等几个方面的优化选取。当展宽器色散和脉冲宽度一定时,脉冲对的时间延迟存在一个最佳取值范围。相对光谱剪切量在５％～１５％间,滤波窗口宽度为／３,重构出的位相误差最小。对干涉图取平均来减小噪声的影响。用ＳＰＩＤＥＲ算法还原了脉冲的电场和位相信息,由ＳＰＩＤＥＲ测量的脉冲宽度为１７.７ fs。同时为了比较,用自相关法测量了同一脉冲,由自相关曲线可估算出脉冲宽度为１６.８ fs,与ＳＰＩＤＥＲ 的误差比为５．１％,说明了实验的有效性。     

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。     

双光子自相关测量超短激光脉冲技术的研究

介绍了超短脉冲测量的常用技术,包括二阶自相关法、频率分辨光学开关法、自参考光谱位相相干电场重建法等,提出了一种新的测量方法——双光子自相关测量法,并进行了大量实验,试验表明,利用双光子自相关法能较精确地测量低功率、低重复频率超短脉冲的脉宽。和其他方法相比,试验装置更为简单。     

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.     

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     

改进型零附加相位光谱相位相干电场重构系统对啁啾脉冲的测量

现有的基于光谱相位相干电场重构法(SPIDER)的脉冲测量系统,在测量啁啾脉冲时容易出现误差.本文提出一个改进型零附加相位光谱相位相干电场重构系统(MZAP-SPIDER),来解决上述问题.在实验上,利用改进后的SPIDER系统测量了钛宝石飞秒激光器输出的脉冲及其经80mm长的BK7玻璃块展宽得到的啁啾脉冲.结果表明,该系统能胜任啁啾脉冲的相位测量.     

一种基于离散频谱校正的SPIDER信号处理改进方法

介绍了光谱相位相干电场重构法（SPIDER）信号处理的原理,提出一种基于离散频谱校正的SPIDER信号处理改进方法,该方法可克服采样速率不足带来的信号处理误差。试验发现：在无噪声情况下,当取的校正点数足够多,基本可以达到无偏校正;而在有噪声的情况下,应适当选取校正的点数,来增强抗噪性能。该方法能在信噪比较差的情况下,得到时间延迟τ。经过仿真计算,在光谱仪最小分辨率和测量范围的限制情况下,该方法能够突破该限制在时谱上造成栅栏效应,大大提高SPIDER中时延参数的测量精度。该方法实现简单,精度高,抗噪性能好,无需改动设备就能提高系统精度,可广泛应用于SPIDER技术中。