搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

光谱扫描滤波法提升超强飞秒激光相干信噪比分析

马再如 隋展 周桂勇 孙年春 王屹山 王向林 张彬 张蓉竹

引用本文:
Citation:

光谱扫描滤波法提升超强飞秒激光相干信噪比分析

马再如, 隋展, 周桂勇, 孙年春, 王屹山, 王向林, 张彬, 张蓉竹

Theoretical analysis of scanning spectral filter method for coherent intensity contrast enhancement in femtosecond laser system

Ma Zai-Ru, Sui Zhan, Zhou Gui-Yong, Sun Nian-Chun, Wang Yi-Shan, Wang Xiang-Ling, Zhang Bin, Zhang Rong-Zhu
PDF
导出引用
  • 光谱调制所形成的预脉冲和后沿脉冲的时频谱图将等间距、 平行地分布于啁啾主脉冲时频谱图的两侧, 基于光谱调制啁啾光脉冲的这种时频谱特点, 采用扫描滤波方式来提升其对比度. 数值模拟分析了扫描滤波过程中时间抖动、 扫描率差异和通带宽度等因素对扫描滤波效果的影响, 结论表明, 在扫描轨迹与信号光频率相同的情况下, 控制通带宽度, 相干信噪比提升率接近0.41F2倍, 而啁啾信号光以超过90%的透光率通过光谱扫描滤波器.
    A scanning spectral filter method is proposed for improving the intensity contrast originating from the phase ripple in the femtosecond chains, which is made using the character that the instantaneous frequency varies with the time approximately linearly for the chirped pulse in the time-frequency domain. The scanning spectral filtering for reducing the pre-pulse and post-pulse intensity is analyzed in the time-frequency domain by using the short-time Fourier transformation method. Results show that the coherent intensity pulse contrast can be improved by 0.41F2 for the chirped pulse or the compressed pulse, and the transmission efficiency of the chirped pulse can exceed 90% when the synchronizing time of the jitter ranges from -2 ps to 2 ps and the chirp rate p from 0.9C/T2 to 1.1C/T2.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号: 2011AA1509)和四川省教育厅重点项目(批准号: 2233443)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2011AA1509), and the Key Fund of Sichuan Provincial Department of Education, China (Grant No. 2233443).
    [1]

    Strickland D, Mourou G 1985 OptCommun. 56 219

    [2]

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

    [3]

    Deanna M P, Michael D P, Brent C S, Robert D B, Jerald A B, Curtis G B, Steve M H, John L M, Hoang T N, Bruce W S, Gregory L T, Victor P Y 1999 Opt. Lett. 24 160

    [4]

    Mourou G A, Tajima T, Bulanov S V 2006 Reviews of Modern Physics 78 309

    [5]

    Zuegel J D, Borneis S, Barty C, LeGarrec B, Danson C, Miyanaga N, Rambo P K, LeBlanc C, Kessler T J, Schmid A W, Waxer L J, Kelly J H, Kruschwitz B, Jungquist R, Moses E, Britten J, Jovanovic I, Dawson J, Blanchot N 2006 Fusion Science and Technology 49 453

    [6]

    Lévy A, Ceccotti T, D’Oliveira P, Réau F, Perdrix M, Quéré F, Monot P, Bougeard M, Lagadec H, Martin P, Geindre J P, Audebert P 2007 Opt. Lett. 32 310

    [7]

    Renaulta A, Frédérika A R, Thomas P, Oliveirab P D, Augusteb T, Chériauxa G, Chambaret J P 2005 Opt. Comm. 248 535

    [8]

    Jullien A, Albert O, Burgy F, Hamoniaux G, Rousseau J P, Chambaret J P, Rochereau F A, Chériaux G, Etchepare J, Minkovski N, Saltiel S M 2005 Opt. Lett. 30 920

    [9]

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

    [10]

    Liu J, Okamura K, Kida Y, Takayoshi 2010 Opt. Exp. 18 22245

    [11]

    Liang S G, Liu H J, Huang N, Sun Q B, Wang Y S, Zhao W 2012 Opt. Lett. 37 241

    [12]

    Kiriyama H, Mori M, Nakai Y, Shimomura T, Tanoue M, Akutsu A, Kondo S, Kanazawa S, Okada H, Motomura T, Daido H, Kimura T, Tajima T 2010 Appl. Opt. 49 2105

    [13]

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

    [14]

    Kiriyama H, Shimomura T, Sasao H, Nakai Y, Tanoue M, Kondo S, Kanazawa S, Pirozhkov A S, Mori M, Fukuda Y, Nishiuchi M, Kando M, Bulanov S V, Nagashima K, Yamagiwa M, Kondo K, Sugiyama A, Bolton P R, Tajima T, Miyanaga N 2012 Opt. Lett. 37 363

    [15]

    Ross I N, Matousek P, Towrie M, Langley A J, Collier J L 1997 Opt. Comm. 144 125

    [16]

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

    [17]

    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]

    [18]

    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]

    [19]

    Zeng S, Zhang B, Dan Y, Li X, Sun N, Sui Z 2010 Opt. Comm. 283 4054

    [20]

    Huang Y, Zhang C, Xu Y, Li D, Leng Y, Li R, Xu Z 2011 Opt. Lett. 36 781

    [21]

    Huang Y, Li Y, Wang J, Lu X, Leng Y, Li R X, Xu Z Z 2012 J. Q. E. IEEE 48 516

    [22]

    Ma Z, Sui Z, Feng G, Sun N, Wang Y, Zhang B, Chen J 2012 Acta Phys. Sin. 61 074206 (in Chinese) [马再如, 隋展, 冯国英, 孙年春, 王屹山, 张彬, 陈建国 2012 物理学报 61 074206]

    [23]

    Ma Z, Sui Z, Feng G, Sun N, Wang Y, Zhang B 2012 Opt. Comm. 285 2883

    [24]

    Ma Z, Li S 2012 Journal of Optics 14 075202

    [25]

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

    [26]

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

  • [1]

    Strickland D, Mourou G 1985 OptCommun. 56 219

    [2]

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

    [3]

    Deanna M P, Michael D P, Brent C S, Robert D B, Jerald A B, Curtis G B, Steve M H, John L M, Hoang T N, Bruce W S, Gregory L T, Victor P Y 1999 Opt. Lett. 24 160

    [4]

    Mourou G A, Tajima T, Bulanov S V 2006 Reviews of Modern Physics 78 309

    [5]

    Zuegel J D, Borneis S, Barty C, LeGarrec B, Danson C, Miyanaga N, Rambo P K, LeBlanc C, Kessler T J, Schmid A W, Waxer L J, Kelly J H, Kruschwitz B, Jungquist R, Moses E, Britten J, Jovanovic I, Dawson J, Blanchot N 2006 Fusion Science and Technology 49 453

    [6]

    Lévy A, Ceccotti T, D’Oliveira P, Réau F, Perdrix M, Quéré F, Monot P, Bougeard M, Lagadec H, Martin P, Geindre J P, Audebert P 2007 Opt. Lett. 32 310

    [7]

    Renaulta A, Frédérika A R, Thomas P, Oliveirab P D, Augusteb T, Chériauxa G, Chambaret J P 2005 Opt. Comm. 248 535

    [8]

    Jullien A, Albert O, Burgy F, Hamoniaux G, Rousseau J P, Chambaret J P, Rochereau F A, Chériaux G, Etchepare J, Minkovski N, Saltiel S M 2005 Opt. Lett. 30 920

    [9]

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

    [10]

    Liu J, Okamura K, Kida Y, Takayoshi 2010 Opt. Exp. 18 22245

    [11]

    Liang S G, Liu H J, Huang N, Sun Q B, Wang Y S, Zhao W 2012 Opt. Lett. 37 241

    [12]

    Kiriyama H, Mori M, Nakai Y, Shimomura T, Tanoue M, Akutsu A, Kondo S, Kanazawa S, Okada H, Motomura T, Daido H, Kimura T, Tajima T 2010 Appl. Opt. 49 2105

    [13]

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

    [14]

    Kiriyama H, Shimomura T, Sasao H, Nakai Y, Tanoue M, Kondo S, Kanazawa S, Pirozhkov A S, Mori M, Fukuda Y, Nishiuchi M, Kando M, Bulanov S V, Nagashima K, Yamagiwa M, Kondo K, Sugiyama A, Bolton P R, Tajima T, Miyanaga N 2012 Opt. Lett. 37 363

    [15]

    Ross I N, Matousek P, Towrie M, Langley A J, Collier J L 1997 Opt. Comm. 144 125

    [16]

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

    [17]

    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]

    [18]

    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]

    [19]

    Zeng S, Zhang B, Dan Y, Li X, Sun N, Sui Z 2010 Opt. Comm. 283 4054

    [20]

    Huang Y, Zhang C, Xu Y, Li D, Leng Y, Li R, Xu Z 2011 Opt. Lett. 36 781

    [21]

    Huang Y, Li Y, Wang J, Lu X, Leng Y, Li R X, Xu Z Z 2012 J. Q. E. IEEE 48 516

    [22]

    Ma Z, Sui Z, Feng G, Sun N, Wang Y, Zhang B, Chen J 2012 Acta Phys. Sin. 61 074206 (in Chinese) [马再如, 隋展, 冯国英, 孙年春, 王屹山, 张彬, 陈建国 2012 物理学报 61 074206]

    [23]

    Ma Z, Sui Z, Feng G, Sun N, Wang Y, Zhang B 2012 Opt. Comm. 285 2883

    [24]

    Ma Z, Li S 2012 Journal of Optics 14 075202

    [25]

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

    [26]

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

  • [1] 王井上, 王栋梁, 常国庆. 基于色散管理的自相位调制光谱展宽滤波技术. 物理学报, 2023, 72(9): 094205. doi: 10.7498/aps.72.20230088
    [2] 林婷婷, 李玥, 高兴, 万玲. 基于改进短时傅里叶变换的磁共振随机噪声消减方法. 物理学报, 2021, 70(16): 163303. doi: 10.7498/aps.70.20202044
    [3] 曾祥昱, 王薇, 刘诚, 单昌功, 谢宇, 胡启后, 孙友文, PolyakovAlexander Viktorovich. 利用地基高分辨率傅里叶变换红外光谱技术探测大气氟氯烃气体CCl2F2的时空变化特征. 物理学报, 2021, 70(20): 200201. doi: 10.7498/aps.70.20210640
    [4] 杨君, 吴浩, 罗琨皓, 郭金川, 宗方轲. 抑制傅里叶变换法恢复的X射线相衬像中的伪影. 物理学报, 2021, 70(10): 104101. doi: 10.7498/aps.70.20201781
    [5] 王振, 杜艳君, 丁艳军, 彭志敏. 基于傅里叶变换的波长扫描腔衰荡光谱. 物理学报, 2019, 68(20): 204204. doi: 10.7498/aps.68.20191062
    [6] 罗端, 惠丹丹, 温文龙, 刘蓉, 王兴, 田进寿. 高相干超快电子源研究进展. 物理学报, 2017, 66(15): 152901. doi: 10.7498/aps.66.152901
    [7] 王建立, 郭亮, 徐先凡, 倪中华, 陈云飞. 晶格振动的超快光谱调控. 物理学报, 2017, 66(1): 014203. doi: 10.7498/aps.66.014203
    [8] 单昌功, 王薇, 刘诚, 徐兴伟, 孙友文, 田园, 刘文清. 基于傅里叶变换红外光谱技术测量大气中CO2的稳定同位素比值. 物理学报, 2017, 66(22): 220204. doi: 10.7498/aps.66.220204
    [9] 冯明春, 徐亮, 刘文清, 刘建国, 高闽光, 魏秀丽. 基于MODTRAN模型使用被动傅里叶变换红外光谱技术对生物气溶胶的探测研究. 物理学报, 2016, 65(1): 014210. doi: 10.7498/aps.65.014210
    [10] 杨景辉, 张楠, 朱晓农. 利用相干光照明的纹影成像装置研究飞秒激光脉冲烧蚀铝靶喷射物相位的超快时间演化. 物理学报, 2013, 62(13): 134203. doi: 10.7498/aps.62.134203
    [11] 李杰, 朱京平, 齐春, 郑传林, 高博, 张云尧, 侯洵. 静态傅里叶变换超光谱全偏振成像技术. 物理学报, 2013, 62(4): 044206. doi: 10.7498/aps.62.044206
    [12] 吕金光, 梁静秋, 梁中翥. 窄带傅里叶变换光谱仪中平稳高斯噪声的理论分析. 物理学报, 2012, 61(7): 070704. doi: 10.7498/aps.61.070704
    [13] 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
    [14] 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. 物理学报, 2012, 61(7): 074206. doi: 10.7498/aps.61.074206
    [15] 刘成, 王兆华, 李伟昌, 刘峰, 魏志义. 交叉偏振滤波技术提高飞秒超强激光信噪比的研究. 物理学报, 2010, 59(10): 7036-7040. doi: 10.7498/aps.59.7036
    [16] 相里斌, 袁艳, 吕群波. 傅里叶变换光谱成像仪光谱传递函数研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5399-5405. doi: 10.7498/aps.58.5399
    [17] 邓玉强, 吴祖斌, 陈盛华, 柴 路, 王清月, 张志刚. 自参考光谱相干法的小波变换相位重建. 物理学报, 2005, 54(8): 3716-3721. doi: 10.7498/aps.54.3716
    [18] 杨 宏, 张铁桥, 王树峰, 龚旗煌. 钛蓝宝石飞秒超快光谱技术及其应用进展. 物理学报, 2000, 49(7): 1292-1296. doi: 10.7498/aps.49.1292
    [19] 胡水明, 何圣贵, 林 海, 程继新, 王湘淮, 郑晶晶, 成国胜, 朱清时. 高分辨傅里叶变换激光腔内吸收光谱方法:原理和应用. 物理学报, 2000, 49(8): 1435-1440. doi: 10.7498/aps.49.1435
    [20] 半导体中浅杂质的傅里叶变换光热电离光谱. 物理学报, 1989, 38(11): 1869-1873. doi: 10.7498/aps.38.1869
计量
  • 文章访问数:  5703
  • PDF下载量:  503
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-02-03
  • 修回日期:  2013-04-09
  • 刊出日期:  2013-08-05

/

返回文章
返回