简介

锁模的分类(主被动锁模 自锁模)

简介

锁模是光学里一种用于产生极短时间激光脉冲的技术，脉冲的长度通常在皮秒（10负十二次方秒）甚至飞秒（10负十五次方秒）。

该技术的理论基础是在激光共振腔中的不同模式间引入固定的相位关系，这样产生的激光被称为锁相激光或锁模激光。这些模式之间的干涉会是激光产生一系列的脉冲。根据激光的性质，这些脉冲可能会有极短的持续时间，甚至可以达到飞秒的量级。

锁模的分类

主被动锁模

在自由运转的激光器中纵模与横模同时震荡，模式之间无固定相位关系，无规则的相位关系干涉了谐振腔的纵模，造成了很强的扰动，如果谐振腔内有合适的非线性器件，或者从外部驱动光调制器，这些无规则的扰动就可能装换成循环在谐振腔中相位规则且功率很大的单脉冲。

第一种情况下，因为辐射本身与被动非线性器件共同产生周期性调制，导致轴向模有固定的相位关系，所以称为被动锁模。

第二种情况下，因为给调制器施加的射频信号提供了相位或频率调制而导致锁模，所以称为主动锁模。

自锁模

自锁模又称克尔透镜锁模(Kerr Lens ModeLocking(KLML))，是利用激活介质本身的非线性效应对振荡光束进行强度调制、相位锁定，来实现锁模的，它不需要外加主动或被动调制的组件。由于晶体的克尔效应引起光学自聚焦作用，晶体的折射率随光强的变化而发生变化，晶体中的光束为高斯分布时，使晶体折射率由中心至边缘逐渐降低，形成自聚焦现象，晶体类似一个凸透镜，即克尔透镜。如果在谐振腔中随着强度增大而模尺寸减小的位置插入一个直径很小的光阑，就能获得可饱和吸收体的作用。锁模具有脉宽窄、结构简单等优点。

但是自锁模激光器存在问题：一是不能自启动，只有得到外加的干扰信号才能实现锁模，这样不利于激光器的正常运行，因此这就使它对任一外界的扰动等非常灵敏，；二是泵浦源要求腔内功率密度足够高，过度的自调制将引起锁模的不稳定，严重影响了固体自锁模激光器的稳定运转和广泛应用。

近年来，为了追求结构更加简单的锁模激光器，研究的焦点主要集中在和可饱和吸收体锁模技术上。本论文的重点内容是研究系统利用Cr:YAG晶体、半导体可饱和吸收材料(SESAM)和碳纳米管饱和吸收材(SWNT-SA)来实现被动锁模激光器。