克尔透镜锁模激光器中时空动力学的完整重构
光学
2022-08-17 v1 应用物理
摘要
我们提出了对所有时间尺度上激光器中克尔透镜锁模（KLM）完整时空动力学的数值分析与仿真。KLM作为产生超短脉冲的主要机制，依赖于由自聚焦引起的空间非线性演化与由自相位调制（SPM）和色散引起的时域非线性压缩之间的复杂耦合。我们的数值工具模拟了腔内光场在所有时间尺度上的动力学演化：单次往返内脉冲包络的快时间尺度，以及相邻往返之间的慢时间尺度。我们采用非线性ABCD形式体系，完整处理激光中的所有相关效应，即自聚焦与衍射、色散与SPM、空间相关损耗与增益饱和。我们通过复现KLM中脉冲形成的各个方面来验证模型的有效性：在整个腔体建立过程（从自发噪声到稳态）中观察到脉冲能量、脉宽和增益的演化，完整展示了非线性模式竞争，以及稳态最终脉冲对增益带宽、色散与自相位调制之间相互作用的依赖性。对脉冲非线性时空演化的直接观测是分析和优化KLM运行以及探索新非线性时空现象的关键使能因素。
引用
@article{arxiv.2208.07443,
title = {Complete reconstruction of the space-time dynamics in a Kerr-lens mode-locked laser},
author = {Idan Parshani and Leon Bello and Mallachi-Elia Meller and Avi Pe'er},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.07443},
year = {2022}
}