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光谱扫描滤波法提升飞秒激光信噪比的理论分析

马再如 隋展 冯国英 孙年春 王屹山 张彬 陈建国

光谱扫描滤波法提升飞秒激光信噪比的理论分析

马再如, 隋展, 冯国英, 孙年春, 王屹山, 张彬, 陈建国
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  • 在时间频率域中,啁啾脉冲被淹没在放大自发辐射等噪声中,且其瞬时频率线性分布,基于此,提出采用光谱扫描滤波的办法来提升高功率飞秒激光系统的信噪比,并以法布里珀罗干涉仪作为光谱扫描滤波器,对该法提升信噪比的效果进行了详细的理论分析.采用短时傅里叶变换方法,研究了光谱扫描滤波器对自发辐射放大(ASE)的滤波效果,数值分析表明,在时间抖动为-2 ps到2 ps之间、光谱扫描滤波器的通带宽度为0.4 nm条件下,该法能将飞秒激光系统的信噪比提升2个量级,而啁啾信号光以超过90%的透光率通过光谱扫描滤波器;级联光谱扫描滤波方式能进一步提升飞秒激光信噪比.
      通信作者: , zairu-sima@163.com;suizhan2011@yahoo.cn
    • 基金项目: 国家高新技术研究发展计划和瞬态光学与光子技术国家重点实验室开放基金(批准号:SKLST201007)资助的课题.
    [1]

    Bahk S W,Rousseau P,Planchon T A,Chvykov V,Kalintchenko G,Maksimchuk A,Mourou G A,Yanovsky V 2004 Opt.Lett.29 2837

    [2]

    Perry M D,Pennington D M,Stuart B C,Tietbohl G,Britten J A,Brown C,Herman S,Golick B,Kartz M,Miller J,Powell H T,Vergino M,Yanovsky V 1999 Opt.Lett.24 160

    [3]

    Bonlie J D,Patterson F,Price D,White B,White,Springer P 2000 Appl.Phys.B 70 S155

    [4]

    Huang X J,Peng H S,Wei X F,Wang X D,Zeng X M,Zhou K N,Guo Y,Liu L Q,Wang X,Zhu Q H,Lin D H,Tang X D,Zhang X M,Chu X L,Wang Q Y 2005 High Power Laser and Particle Beams 17 1685 (in Chinese)[黄小军,彭翰生,魏晓峰,王晓东,曾小明,周凯南,郭仪,刘兰琴,王逍,朱启华,林东晖,唐晓东,张小民,楚晓亮,王清月 2005 强激光与粒子束 17 1685]

    [5]

    Umstadter D 2001 Physics Plasmas 8 177

    [6]

    Wharton K B,Boley C D,Komashko A M,Rubenchik A M,Zweiback J,Crane J,Hays G,Cowan T E,Ditmire T 2001 Phys.Rev.E 64 02540121

    [7]

    Peng H S 2006 Chinese Journal of Lasers 33 721 (in Chinese)[彭翰生 2006 中国激光 33 721]

    [8]

    Li W C,Wang Z H,Liu C,Teng H,Wei Z Y 2011 Acta Phys.Sin.60 124210 (in Chinese)[李伟昌,王兆华,刘成,滕浩,魏志义 2011 物理学报 60 124210 ]

    [9]

    Chvykov V,Rousseau P,Reed S,Kalinchenko G,andYanovsky V 2006 Opt.Lett.31 1456

    [10]

    Liu C,Wang Z H,Li W C,Liu F,Wei Z Y 2010 Acta Phys.Sin.59 7036 (in Chinese)[刘成,王兆华,李伟昌,刘峰,魏志义 2010 物理学报 59 7036]

    [11]

    Lévy A,Ceccotti T,Oliveira P D,Réau F,Perdrix M,Quéré F,Monot P,Bougeard M,Lagadec H,Martin P 2007 Opt.Lett.32 310

    [12]

    Yanovsky Y,Felix C,Mourou G 2002 Appl.Phys.B 74 S181

    [13]

    Homoelle D,Gaeta A L,Yanovsky V,Mourou G 2002 Opt.Lett.27 1646

    [14]

    Wang Z H,Liu C,Shen Z W,Zhang Q,Teng H,Wei Z Y 2011 Opt.Lett.36 3194

    [15]

    Kiriyama H,Mori M,Nakai Y,Yamamoto Y,Tanoue M,Akutsu A,Shimomura T,Kondo S,Kanazawa S,Daido H,Kimura T,Miyanaga N 2007 Opt.Lett.32 2315

    [16]

    Ross I N,Matousek P,Towrie M,Langley A J,Collier J L 1997 Opt.Commun.114 125

    [17]

    Yoshida H,Ishii E,Kodama R,Fujita H,Kitagawa Y,Izawa Y,Yamanaka T 2003 Opt.Lett.28 257

    [18]

    Zeng S G,Zhang B,Dan Y Q,Sui Z,Sun N C 2010 Opt.Commun.283 4054

    [19]

    Wang Z H,Liu,C,Shen Z W,Wei Z Y 2011 Opt.Lett.36 319

    [20]

    Ren H Y,Qian L J,Zhu H Y 2010 Opt.Exp.218 12948

    [21]

    Hiromitsu K,Mori M,Yoshiki N 2010 Appl.Opt.49 2105

    [22]

    Bagnoud V,Zuegel J D,Forget N,Blanc C L 2007 Opt.Exp.15 5504

    [23]

    Xu Y,Leng Y X,Lin L H,Wang W Y,Huang Y S,Li R X 2010 Chinese Optics Letters 8 123

    [24]

    Xiao Y Z,Maywar D N,Agrawal G P 2011 JOSAB 28 1685

    [25]

    Yu J,Yuan S,Gao J Y,Sun L Z 2001 JOSA A 18 2153

  • [1]

    Bahk S W,Rousseau P,Planchon T A,Chvykov V,Kalintchenko G,Maksimchuk A,Mourou G A,Yanovsky V 2004 Opt.Lett.29 2837

    [2]

    Perry M D,Pennington D M,Stuart B C,Tietbohl G,Britten J A,Brown C,Herman S,Golick B,Kartz M,Miller J,Powell H T,Vergino M,Yanovsky V 1999 Opt.Lett.24 160

    [3]

    Bonlie J D,Patterson F,Price D,White B,White,Springer P 2000 Appl.Phys.B 70 S155

    [4]

    Huang X J,Peng H S,Wei X F,Wang X D,Zeng X M,Zhou K N,Guo Y,Liu L Q,Wang X,Zhu Q H,Lin D H,Tang X D,Zhang X M,Chu X L,Wang Q Y 2005 High Power Laser and Particle Beams 17 1685 (in Chinese)[黄小军,彭翰生,魏晓峰,王晓东,曾小明,周凯南,郭仪,刘兰琴,王逍,朱启华,林东晖,唐晓东,张小民,楚晓亮,王清月 2005 强激光与粒子束 17 1685]

    [5]

    Umstadter D 2001 Physics Plasmas 8 177

    [6]

    Wharton K B,Boley C D,Komashko A M,Rubenchik A M,Zweiback J,Crane J,Hays G,Cowan T E,Ditmire T 2001 Phys.Rev.E 64 02540121

    [7]

    Peng H S 2006 Chinese Journal of Lasers 33 721 (in Chinese)[彭翰生 2006 中国激光 33 721]

    [8]

    Li W C,Wang Z H,Liu C,Teng H,Wei Z Y 2011 Acta Phys.Sin.60 124210 (in Chinese)[李伟昌,王兆华,刘成,滕浩,魏志义 2011 物理学报 60 124210 ]

    [9]

    Chvykov V,Rousseau P,Reed S,Kalinchenko G,andYanovsky V 2006 Opt.Lett.31 1456

    [10]

    Liu C,Wang Z H,Li W C,Liu F,Wei Z Y 2010 Acta Phys.Sin.59 7036 (in Chinese)[刘成,王兆华,李伟昌,刘峰,魏志义 2010 物理学报 59 7036]

    [11]

    Lévy A,Ceccotti T,Oliveira P D,Réau F,Perdrix M,Quéré F,Monot P,Bougeard M,Lagadec H,Martin P 2007 Opt.Lett.32 310

    [12]

    Yanovsky Y,Felix C,Mourou G 2002 Appl.Phys.B 74 S181

    [13]

    Homoelle D,Gaeta A L,Yanovsky V,Mourou G 2002 Opt.Lett.27 1646

    [14]

    Wang Z H,Liu C,Shen Z W,Zhang Q,Teng H,Wei Z Y 2011 Opt.Lett.36 3194

    [15]

    Kiriyama H,Mori M,Nakai Y,Yamamoto Y,Tanoue M,Akutsu A,Shimomura T,Kondo S,Kanazawa S,Daido H,Kimura T,Miyanaga N 2007 Opt.Lett.32 2315

    [16]

    Ross I N,Matousek P,Towrie M,Langley A J,Collier J L 1997 Opt.Commun.114 125

    [17]

    Yoshida H,Ishii E,Kodama R,Fujita H,Kitagawa Y,Izawa Y,Yamanaka T 2003 Opt.Lett.28 257

    [18]

    Zeng S G,Zhang B,Dan Y Q,Sui Z,Sun N C 2010 Opt.Commun.283 4054

    [19]

    Wang Z H,Liu,C,Shen Z W,Wei Z Y 2011 Opt.Lett.36 319

    [20]

    Ren H Y,Qian L J,Zhu H Y 2010 Opt.Exp.218 12948

    [21]

    Hiromitsu K,Mori M,Yoshiki N 2010 Appl.Opt.49 2105

    [22]

    Bagnoud V,Zuegel J D,Forget N,Blanc C L 2007 Opt.Exp.15 5504

    [23]

    Xu Y,Leng Y X,Lin L H,Wang W Y,Huang Y S,Li R X 2010 Chinese Optics Letters 8 123

    [24]

    Xiao Y Z,Maywar D N,Agrawal G P 2011 JOSAB 28 1685

    [25]

    Yu J,Yuan S,Gao J Y,Sun L Z 2001 JOSA A 18 2153

  • [1] 马再如, 隋展, 周桂勇, 孙年春, 王屹山, 王向林, 张彬, 张蓉竹. 光谱扫描滤波法提升超强飞秒激光相干信噪比分析. 物理学报, 2013, 62(15): 154202. doi: 10.7498/aps.62.154202
    [2] 曾冰, 曾曙光, 张彬, 孙年春, 隋展. 提升啁啾脉冲激光信噪比的扫描滤波方法. 物理学报, 2012, 61(15): 154209. doi: 10.7498/aps.61.154209
    [3] 张一驰, 武寄洲, 马杰, 赵延霆, 汪丽蓉, 肖连团, 贾锁堂. 最优化参数控制提高超冷铯分子振转光谱的信噪比. 物理学报, 2010, 59(8): 5418-5423. doi: 10.7498/aps.59.5418
    [4] 袁志林, 张淳民, 赵葆常. 新型偏振干涉成像光谱仪信噪比研究. 物理学报, 2007, 56(11): 6413-6419. doi: 10.7498/aps.56.6413
    [5] 李伟昌, 王兆华, 刘成, 滕浩, 魏志义. 飞秒超强激光多通预放大过程中的脉冲信噪比研究. 物理学报, 2011, 60(12): 124210. doi: 10.7498/aps.60.124210
    [6] 景敏, 华灯鑫, 乐静. 荧光激光雷达技术探测水面油污染系统仿真研究. 物理学报, 2016, 65(7): 070704. doi: 10.7498/aps.65.070704
    [7] 史平, 马健, 钱轩, 姬扬, 李伟. 铷原子气体自旋噪声谱测量的信噪比分析. 物理学报, 2017, 66(1): 017201. doi: 10.7498/aps.66.017201
    [8] 光纤在光子相关光谱中的研究. 物理学报, 2001, 50(8): 1507-1511. doi: 10.7498/aps.50.1507
    [9] 张淳民, 黃伟健, 赵葆常. 新型偏振干涉成像光谱仪噪声分析与评价. 物理学报, 2010, 59(8): 5479-5486. doi: 10.7498/aps.59.5479
    [10] 杨明, 李香莲, 吴大进. 单模激光系统随机共振的模拟研究. 物理学报, 2012, 61(16): 160502. doi: 10.7498/aps.61.160502
    [11] 汪志云, 陈培杰, 张良英. 色关联噪声驱动下双模激光随机共振. 物理学报, 2014, 63(19): 194204. doi: 10.7498/aps.63.194204
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    [15] 张宣妮, 张淳民, 艾晶晶. 四分束风成像偏振干涉仪信噪比的研究. 物理学报, 2013, 62(3): 030701. doi: 10.7498/aps.62.030701
    [16] 曹 伟, 兰鹏飞, 陆培祥. 紧聚焦激光束作用于电子实现单个阿秒脉冲输出. 物理学报, 2006, 55(5): 2115-2121. doi: 10.7498/aps.55.2115
    [17] 张瑞芳, 程庆华, 徐大海. 周期力调制噪声驱动下单模激光系统的多重随机共振. 物理学报, 2015, 64(2): 024211. doi: 10.7498/aps.64.024211
    [18] 曹 力, 张良英, 吴大进. 具有色关联的色噪声驱动下单模激光线性模型的随机共振. 物理学报, 2003, 52(5): 1174-1178. doi: 10.7498/aps.52.1174
    [19] 程庆华, 曹 力, 吴大进. 信号调制色泵噪声和实虚部间关联量子噪声驱动下单模激光的随机共振现象. 物理学报, 2004, 53(8): 2556-2562. doi: 10.7498/aps.53.2556
    [20] 靳艳飞, 徐 伟, 李 伟, 徐 猛. 具有周期信号调制噪声的线性模型的随机共振. 物理学报, 2005, 54(6): 2562-2567. doi: 10.7498/aps.54.2562
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-27
  • 修回日期:  2012-04-05
  • 刊出日期:  2012-04-05

光谱扫描滤波法提升飞秒激光信噪比的理论分析

  • 1. 西华大学物理与化学学院, 成都 610039;
  • 2. 四川大学电子信息学院, 成都 610064;
  • 3. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳 621900;
  • 4. 西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室, 西安 710119
  • 通信作者: , zairu-sima@163.com;suizhan2011@yahoo.cn
    基金项目: 

    国家高新技术研究发展计划和瞬态光学与光子技术国家重点实验室开放基金(批准号:SKLST201007)资助的课题.

摘要: 在时间频率域中,啁啾脉冲被淹没在放大自发辐射等噪声中,且其瞬时频率线性分布,基于此,提出采用光谱扫描滤波的办法来提升高功率飞秒激光系统的信噪比,并以法布里珀罗干涉仪作为光谱扫描滤波器,对该法提升信噪比的效果进行了详细的理论分析.采用短时傅里叶变换方法,研究了光谱扫描滤波器对自发辐射放大(ASE)的滤波效果,数值分析表明,在时间抖动为-2 ps到2 ps之间、光谱扫描滤波器的通带宽度为0.4 nm条件下,该法能将飞秒激光系统的信噪比提升2个量级,而啁啾信号光以超过90%的透光率通过光谱扫描滤波器;级联光谱扫描滤波方式能进一步提升飞秒激光信噪比.

English Abstract

参考文献 (25)

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