本文章介绍了脉冲激光器的锁模技术的基本原理。
激光器锁模技术的基本原理介绍
锁模技术是一个实现稳定脉冲激光的重要方法，锁模是让激光器振荡器内的不同频率的光在锁定了稳定相位关系时由于干涉效应而产生光脉冲，如图1中所示。
图1：锁模激光器振荡器中光场时域示意图。
当激光器内存在多种频率的光，且它们的相位如果在某一时间点达到稳定一致，就实现了锁模，在它们相位相同的时间点激光器会输出峰值脉冲。
设第q个频率的光振幅、角频率、初始相位分别为
、
、
。在空间z=0处，的电场可表示为：
激光器的所有光的总和电场表示为：
由于激光器内的多模(频率)光之间的初始相位各异、因此多纵模激光之间的为非相干迭加。时域上光强无规则。但通过锁模技术使激光器谐振腔中的的多模光初始相位一致：设谐振腔内有
共
个模，又设相邻模式的角频率相差
则
其中
为中心角频率，于是式(2)可以表示为：
其中为多模激光器中的光总和电场表达式，如果初始相位一致可以表示为
则式(3)可表示为：
对于锁模激光器的输出光强可由
简单表示如下：
式(5)中所示锁模激光器的光强输出有时间规律性：当
时有极大值，且极大值正比于
所以谐振腔中的模数越多，锁模脉冲激光器的峰值光强越大(如图1所示)。
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