基于四波混頻頻率分辨光快門原理的超短脈沖診斷技術(shù)研究.pdf

1、隨著超短激光技術(shù)的不斷發(fā)展以及其在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對超短激光脈沖時域特性診斷問題的研究意義越來越重大。激光脈沖的測量方法可分為電學(xué)測量法和光學(xué)測量法，電學(xué)測量法受限于光電探測器的響應(yīng)時間，其時間分辨率較低。而光學(xué)測量法則具有較高的時間分辨率，可以達到飛秒量級，其中的頻率分辨光快門法(FROG)可以實現(xiàn)對超短激光脈沖時域的強度和相位分布信息的獲取。在以飛秒激光成絲為代表的非線性傳輸過程中，光脈沖的光譜極大展寬，脈沖時域特性復(fù)雜，此時F

2、ROG測量技術(shù)具有極大應(yīng)用價值。
　　 本文基于空氣中四波混頻效應(yīng)的三階FROG實驗技術(shù)，理論分析了FROG譜圖，并基于遺傳算法，實現(xiàn)了對FROG譜圖的反演計算。以線性啁啾高斯脈沖、自相位調(diào)制高斯脈沖以及雙高斯脈沖三種情況為例，數(shù)值模擬了其發(fā)生四波混頻過程后產(chǎn)生的FROG譜圖，并通過對譜圖的反演運算得出了待測脈沖的時域分布信息，取得了較好的計算結(jié)果。本文使用的FROG測量方法由于是在空氣中聚焦，不會存在損壞非線性晶體的情況，這在

3、對高強度的激光脈沖的測量時具有優(yōu)勢，并且這種方法可以實現(xiàn)原位測量。反演算法是遺傳算法，它對所優(yōu)化函數(shù)形態(tài)沒有要求，具有較好的適應(yīng)性，在對復(fù)雜問題的優(yōu)化時具有很大優(yōu)勢。本研究結(jié)構(gòu)如下：第一章對飛秒激光脈沖的特點和用途以及飛秒激光脈沖的電學(xué)測量方法進行了介紹，第二章著重對飛秒激光脈沖的光學(xué)測量方法的測量原理進行了討論。第三章到第六章分別對線性啁啾高斯脈沖、自相位調(diào)制高斯脈沖以及雙高斯脈沖的時域特性進行了反演計算，取得了較好的結(jié)果。第七章為總