声光调制器实现铜蒸气激光器主动锁模

"主动锁模铜蒸气激光器的研究与应用" 在光学领域，主动锁模技术是一种控制激光输出产生超短脉冲的重要方法。该技术通过周期性地调制激光腔内的增益介质，使得激光输出以稳定、等间隔的脉冲形式出现。在本文中，研究人员探讨了在放电自加热式的CuCl激光器中应用声光调制器进行主动锁模的实验。CuCl激光器因其结构简单、操作便捷等特点，常用于各种测量和科研用途。 主动锁模的关键在于声光调制器（AOM），它利用声波在晶体中产生的折射率变化来调制激光的传播路径，从而实现对激光脉冲形状的精细控制。在实验中，调制深度设置为100%，这意味着激光的整个功率都会受到调制，产生极短的2ns脉冲宽度。这样的脉冲具有极高的峰值功率，适合于需要高时间分辨率的应用，如精确的海底深度测量或瞬态过程研究。 尽管自锁模铜蒸气激光器已经在高重复频率下展现出3.8ns的脉冲宽度，但这些脉冲通常伴随着较小的调制深度。Foldrman等人通过谐振腔优化在CuBr激光器中实现了4.5ns的脉冲，而Liberman等人的工作则在8kHz重复频率下获得了2.6ns的激光脉冲，但他们并未采用锁模技术。本文的工作是在16kHz的重复频率下，成功实现了100%调制深度的2ns脉冲，这是在铜蒸气激光器中取得的一项显著进展。 铜蒸气激光器的锁模挑战主要源于其自终止特性，即激光上能级的寿命决定了布居数反转时间，这限制了激光在腔内的振荡次数，导致较长的脉宽。为了克服这一问题，研究团队采用了声光调制器，通过调整输出镜的反射率来优化调制度，例如使用反射率为98%和99.7%的镜片。实验结果表明，高反射率的输出镜能够提高调制效果，产生更深的调制度，从而实现更稳定的锁模状态。 这项研究展示了声光调制器在铜蒸气激光器主动锁模中的潜力，为实现更窄脉宽、更高重复频率的激光脉冲提供了可能，这对于诸如光化学、光生物学等领域中瞬态过程的观测和研究具有重要意义。此外，这种窄脉宽的激光源经过倍频后，还能生成紫外光，扩展了其在光谱学、光诱导反应等领域的应用范围。