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強(qiáng)度自相關(guān).pdf

發(fā)明于20世紀(jì)60年代，強(qiáng)度自相關(guān)是種脈沖測(cè)量技術(shù)。它使用脈沖測(cè)量自身，將其分成兩部分，相對(duì)于另一部分可變地延遲，并在一些快速響應(yīng)的非線性光學(xué)介質(zhì)中重疊它們。不幸的是，它僅產(chǎn)生模糊的黑白脈沖強(qiáng)度圖像。然而，理解它很重要的，因?yàn)?/span>FROG和GRENOUILLE只是光譜分辨的自相關(guān) - 一個(gè)看似微小的變化，但事實(shí)證明這是一個(gè)重大改進(jìn)。

干涉自相關(guān).pdf

在20世紀(jì)80年代發(fā)明的干涉自相關(guān)是用于測(cè)量超短激光脈沖的第二種技術(shù)。像強(qiáng)度自相關(guān)一樣，它使用激光脈沖來測(cè)量自身，但它也會(huì)干擾非線性光學(xué)介質(zhì)中產(chǎn)生的光與各個(gè)光束產(chǎn)生的光。它產(chǎn)生一些相位信息，但不足以確定脈沖強(qiáng)度和相位。本教程檢查了這種過時(shí)方法的特點(diǎn)和缺點(diǎn)。它產(chǎn)生的信息基本上等于強(qiáng)度自相關(guān)和頻譜。

頻率分辨光學(xué)門法（FROG）.pdf

Frequency-resolved-optical-gating頻率分辨光學(xué)門法（FROG） 是能夠及時(shí)*表征超短激光脈沖的可靠技術(shù)。自1991年推出以來，FROG已發(fā)展成為測(cè)量超短激光脈沖的一種非常通用且功能強(qiáng)大的技術(shù)。FROG不是測(cè)量自相關(guān)信號(hào)能量與延遲之間的關(guān)系，而產(chǎn)生簡(jiǎn)單的自相關(guān)，而是涉及測(cè)量信號(hào)頻譜與延遲的關(guān)系。這個(gè)額外的維度是*測(cè)量脈沖而不需要假設(shè)的關(guān)鍵。本教程介紹了FROG技術(shù)及其功能。

老式掃描FROG.pdf

原始FROG設(shè)備涉及掃描兩個(gè)脈沖之間的延遲。這意味著用到笨拙的位移平臺(tái)、移動(dòng)部件，以及每次碰撞、移動(dòng)或超過幾小時(shí)或幾天后需要重新對(duì)齊設(shè)備。更糟糕的是它作為通用測(cè)量設(shè)備出售，用戶需要花費(fèi)很多預(yù)算。用戶必須將其拆開并替換所有光學(xué)器件后才能擴(kuò)展到另一波長(zhǎng)范圍。你可以嘗試搭建自己的FROG，一些公司仍然銷售這種設(shè)備，但它幾乎與自相關(guān)儀一樣過時(shí)。

GRENOUILLE超短脈沖測(cè)量?jī)x.pdf

GRENOUILLE是一款優(yōu)化的FROG超短脈沖測(cè)量?jī)x設(shè)備，它結(jié)合了FROG的全信息脈沖測(cè)量功能和極其簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)特性。 GRENOUILLE可以無需對(duì)齊操作，只需要幾個(gè)簡(jiǎn)單的光學(xué)元件，并且可以進(jìn)行單次觸發(fā)操作。本指導(dǎo)教程介紹GRENOUILLE， 講述了其工作原理，并說明了為什么它是測(cè)量超短激光脈沖的技術(shù)。它還描述了其測(cè)量難以捉摸的時(shí)空扭曲的*能力 - 如超快激光常見的空間啁啾和脈沖前傾傾斜 - 有害失真。

Spatio-TemporalDistortions時(shí)空扭曲

超短激光脈沖經(jīng)常被分散、拉伸、放大，并終壓縮到我們希望的短寬度。無論光源是振蕩器、再生還是高功率放大器，超短脈沖都要進(jìn)行大規(guī)模的操作，以便脈寬變得如此短。但是以什么代價(jià)？可能的時(shí)空扭曲，如角度色散和脈沖前傾。本教程介紹了這些和其他通常遇到的脈沖失真以及準(zhǔn)確觀察和表征的重要性。

色散和GRENOUILLE規(guī)格.pdf

雖然所有光學(xué)設(shè)備在某種程度上都具有與波長(zhǎng)相關(guān)的規(guī)格，但GRENOUILLE的確如此。本教程解釋了為什么以及在不同波長(zhǎng)下使用GRENOUILLE需要了解的這種效果。總而言之，對(duì)于更長(zhǎng)的波長(zhǎng)，GRENOUILLE可以測(cè)量更短的脈沖。這是因?yàn)?/span>GRENOUILLE利用非線性光學(xué)晶體中的色散來獲得其光譜分辨率，并且隨著光波長(zhǎng)從可見光到紅外，晶體色散減小。

GRENOUILLE中的空間輪廓效果.pdf

初，由于其使用橫向空間坐標(biāo)進(jìn)行延遲的單發(fā)光束幾何結(jié)構(gòu)，似乎GRENOUILLE只能測(cè)量具有完美空間輪廓的脈沖; 否則將導(dǎo)致不準(zhǔn)確的脈沖測(cè)量。但GRENOUILLE使用厚SHG晶體，實(shí)際上是脈沖測(cè)量中從未遇到的有趣特征。更有趣的是，這個(gè)功能實(shí)際上幾乎*消除了光束輪廓的要求。FROG算法的強(qiáng)大功能也有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。閱讀本教程以了解原因。

脈沖壓縮.pdf

脈沖壓縮不僅是密集對(duì)齊型任務(wù)，而且還會(huì)在脈沖中引入有問題的時(shí)空扭曲，從而限制脈沖可以達(dá)到的強(qiáng)度，尤其是在焦點(diǎn)處。但SwampOptics屢獲殊榮的單棱鏡脈沖壓縮器解決了所有這些問題 - 它在物理上無法扭曲你的脈沖！此外，它是一種緊湊、無對(duì)準(zhǔn)、易于操作的設(shè)備，價(jià)格便宜 - 大約是其他商用脈沖壓縮機(jī)價(jià)格的一半。簡(jiǎn)約至上！

SPIDER 和 Coherent Artifact.pdf

20世紀(jì)60年代的研究人員經(jīng)常誤認(rèn)為他們的自相關(guān)中有一個(gè)狹窄的尖峰，稱為“CoherentArtifact"，用于測(cè)量它們的脈沖長(zhǎng)度，但它的寬度實(shí)際上只產(chǎn)生脈沖的短分量，而不是真正的脈沖長(zhǎng)度。這種誤解在今天仍在繼續(xù)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)新的測(cè)量技術(shù)僅產(chǎn)生CoherentArtifact相干偽像，而不是脈沖，但這并不為人所知。

Trebino教授喬治亞理工學(xué)院上有關(guān)于FROG超短激光脈沖測(cè)量的更多信息。

http://www.frog.gatech.edu/talks.html

http://www.frog.gatech.edu/prose.html

出版物 “requency-ResolvedOptical Gating: The Measurement of Ultrashort Laser Pulses"

由SwampOptics的RickTrebino 編著，是有關(guān)FROG超短脈沖測(cè)量主題的早書籍！可從Amazon.com和任何技術(shù)書店購買。