飛秒激光脈沖傅里葉時(shí)空變換整形理論研究.pdf

1、脈沖整形方法是超短光脈沖控制領(lǐng)域中的一種主要技術(shù)手段。隨著超短脈沖的成功實(shí)現(xiàn)和深入應(yīng)用，為了最優(yōu)控制光與物質(zhì)的相互作用和信號(hào)處理的需要，對(duì)于將簡(jiǎn)單的脈沖變換成更復(fù)雜波形的研究日益重要。由于飛秒脈沖的頻譜很寬，致使整形裝置能把頻譜在空間上散布得足夠?qū)?，易于?shí)施空間濾波及對(duì)光場(chǎng)的振幅和相位進(jìn)行調(diào)控，來(lái)獲得各種時(shí)域輸出脈沖波形。實(shí)踐中，飛秒光脈沖整形在光通信、色散補(bǔ)償、相干控制、信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)和生物學(xué)成像等領(lǐng)域潛在著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
　

2、　本文主要是關(guān)于飛秒激光脈沖傅里葉時(shí)空變換整形的理論研究。其中，在對(duì)飛秒光脈沖表征的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了時(shí)空變換4f整形系統(tǒng)光場(chǎng)的傳播理論，分析了整形系統(tǒng)的零色散特性，并證明了理論的合理性；針對(duì)現(xiàn)有4f整形系統(tǒng)因使用透鏡所帶來(lái)的色差問(wèn)題，提出改進(jìn)后的凹面鏡型等價(jià)4f整形裝置；理論還分析了系統(tǒng)空間頻譜面上的色散關(guān)系，給出整形掩模板設(shè)計(jì)的一般可操作性原則。接著進(jìn)行了脈沖整形的理論模擬研究，先后模擬了雙縫模板和振幅型正弦光柵模板整形輸出的脈沖波形，

3、還設(shè)計(jì)模板獲得了方波脈沖輸出，最后模擬了純相位脈沖整形的情形。在純相位整形中，根據(jù)相位整形的特點(diǎn)提出了雙光束時(shí)間分辨CARS這一全新理論，并模擬了π相位整形和分析了純相位空間光調(diào)制器作為模板函數(shù)的復(fù)雜整形過(guò)程，得到了余弦相位函數(shù)整形輸出脈沖的結(jié)論，給出了SLM在周期性余弦相位函數(shù)調(diào)制下的特征函數(shù)。進(jìn)一步，理論還能給出相位整形所得脈沖序列中相鄰兩脈沖之間時(shí)間間隔的大小，充分說(shuō)明了雙光束時(shí)間分辨CARS實(shí)驗(yàn)在理論上的可行依據(jù)，且還指出利用自