全光纤飞秒脉冲压缩技术在CARS激发源的应用

"这篇研究论文探讨了用于CARS激发源的全光纤飞秒脉冲谱压缩技术，旨在提升相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)成像的光谱分辨率。作者通过仿真和实验研究了多模/单模光纤组合的光谱压缩效果，特别是利用多模光纤的模式估计群速度色散均值来优化啁啾参数。实验结果显示，不同类型的折射率渐变多模光纤可以实现不同程度的光谱压缩，最高压缩比可达152.941，输出谱宽低至0.085nm，对应的理论光谱分辨率约为1.386cm⁻¹。这种全光纤结构的光谱压缩方案有利于解决传统棱镜对或光栅对的稳定性和体积问题，更适合紧凑型系统的需求。" 文章介绍了全光纤飞秒脉冲谱压缩技术在CARS激发源中的应用，CARS是一种高分辨率的分子成像技术，但其光谱宽度限制了成像的光谱分辨率。为了改善这一状况，研究者们致力于通过光谱压缩提高脉冲的光谱质量。文章中提到，传统的光谱压缩方法，如使用棱镜对或光栅对，虽然能灵活调整啁啾参量，但稳定性差且体积较大。 研究团队采用了全光纤结构，特别是多模/单模光纤组合，利用光纤预啁啾和自相位调制进行光谱压缩。他们提出了一种新的方法，即通过多模光纤模态估计群速度色散均值，并将其作为计算参数，以优化光纤啁啾。在仿真和实验中，他们比较了不同类型的折射率渐变多模光纤（如50/125µm和105/125µm）以及不同长度比例下与单模光纤的光谱压缩性能。实验结果显示，50/125µm光纤可以达到5.796的压缩比，谱宽2.243nm；而105/125µm光纤则可以实现更高的压缩比152.941，谱宽降低到0.085nm。 这些优化的光谱压缩技术在CARS成像中具有显著优势，能够极大地提高光谱分辨率，理论预测可以达到1.386cm⁻¹。全光纤结构的优势在于它更稳定且紧凑，适合集成到各种实际应用中。通过这种方法，CARS成像可以实现更高精度的分子检测和成像，特别是在生物医学、材料科学等领域有着广泛的应用前景。