具有超宽带可调谐性与相干受限子结构的类噪声脉冲激光源
光学
2026-05-12 v1
摘要
具有宽带可调谐性、高亮度且低相干性的激光源对于许多旨在实现高对比度和无散斑性能的全场成像应用至关重要。然而，这种参数组合难以实现。目前的解决方案侧重于降低空间相干性或产生时变散斑图案，而抑制时间相干性通常会牺牲亮度。在此，我们展示了一种具有低时间相干性且脉冲间无相位相关性的宽带脉冲激光源，作为一种同时具备时间和频率多样性的替代方法。掺 Tm 光纤激光器（1650 nm 2000 nm）的完整增益光谱在可调谐的类噪声脉冲机制下运行，该机制本质上由无数结构化的基本事件组成，这些事件的相位不相关且在脉冲簇间随机变化。测得的光谱宽度范围为 13.8 nm 至 18.8 nm，而平均输出功率在 63.3 mW 至 213 mW 之间变化。数值模拟表明，时间相干性随光增益的增加而显著降低，在低增益时从接近 1 降至高增益时的约 0.2。利用色散傅里叶变换（DFT）方法对类噪声脉冲激光器的启动动力学进行了实验研究。基于单次光谱和频率分辨光学门控轨迹，通过计算互相干函数和交叉谱密度，进一步分析了激光器的相干特性。在高增益机制下，类噪声脉冲激光器的相干时间约为 100 fs，平均脉冲簇持续时间约为 40 ps。
引用
@article{arxiv.2605.09816,
title = {Noise-like pulse laser source with ultrabroadband tunability and coherence-limited sub-structure},
author = {Xinyang Liu and Matias Koivurova and Regina Gumenyuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.09816},
year = {2026}
}