色散補償用啁啾鏡
什么是啁啾？
啁啾，一個光脈沖的啁啾即為其瞬時頻率隨時間的變化而變化的特 性。激光的脈沖在透明介質(zhì)中傳播后，由于色散和非線性效應(yīng)的影響， 就會產(chǎn)生啁啾，通常利用GDD（群延遲色散）來衡量啁啾的大小，常用 單位是fs^2。當(dāng)激光脈沖沒有啁啾時，它有最小的脈沖脈寬，相反脈沖 有了啁啾，脈沖寬度就會被展寬，這在追求超短脈沖的超快領(lǐng)域是必須 要解決的問題，而啁啾鏡就是為了補償激光脈沖產(chǎn)生的啁啾。
什么是啁啾鏡？
啁啾鏡又名色散補償反射鏡，啁啾鏡主要用于飛秒激光器中，單次反射一次引入固定得色散量，可以矯正超短脈沖通過光學(xué)系統(tǒng)時發(fā)生的脈沖展寬，非常適合用作色散管理工具(比如，預(yù)補償)。啁啾反射鏡設(shè)計最基本的就是布拉格波長不是常數(shù)，而是在結(jié)構(gòu)中是空間變化的，主要是多層膜的作用，不同波長的光進入反射鏡結(jié)構(gòu)的深度不同，因此具有不同的群時延。
啁啾鏡的分類
色散補償啁啾鏡對——色散補償對是專為解決色散浮動的問題而設(shè)計的，由兩個不同的鏡子組成，他們的GDD曲線起伏趨勢相同，但相對平移半個周期，這樣最終可將平均GDD的起伏降到最低，對于小于1倍 頻程的補償鏡對來說，這樣的設(shè)計是很容易實現(xiàn)的。 雙角度啁啾鏡——兩個相同的鏡子在不同的入射角下組合使用。相對補償鏡對，其有以下優(yōu)勢：1. 較高的穩(wěn)定性，較低的制造偏差；2. 不需要兩個不同的鍍膜，成本低。
單角度/布儒斯特角啁啾鏡——只允許光束以一個角度入射。如果角度設(shè)計為布儒斯特角入射，菲涅爾反射比較低，可以實現(xiàn)無浮動的 GDD。布儒斯特角一般為~56°，所以更容易應(yīng)用在腔外，反而腔內(nèi)不易獲得如此大的反射角，所以不適用。細(xì)分之下還有高色散補償反射鏡和正色散補償反射鏡。
啁啾鏡的設(shè)計需考慮帶寬、色散補償量、色散振蕩和反射率的特性，從 應(yīng)用角度考慮，更寬的帶寬、更高的色散補償量具有更廣的用途，但從設(shè)計 角度，帶寬和色散補償量是反比關(guān)系，色散補償量和色散震蕩也是正比關(guān) 系，所以在實際使用中只能尋求平衡，對鈦寶石激光器通常是幾十fs2的色散 引入，Yb激光器通常是高色散補償反射鏡。
啁啾鏡的應(yīng)用場景
1. 周期級脈沖壓縮器 獲得周期級脈沖寬度通常會選擇空芯光纖或者薄片組對頻譜進行展寬， 然后再利用啁啾鏡將脈沖寬度壓縮到周期量級。
2. 補償傳輸引入的材料色散 在超快激光的應(yīng)用系統(tǒng)中，復(fù)雜的光路會不可避免的引入正色散，導(dǎo)致初始的脈沖脈寬被展寬，為重新得到近傅里葉極限的脈沖寬度，可以用啁啾鏡補償負(fù)色散。
3. 諧振腔腔鏡在設(shè)計激光器諧振腔的時候，可以將諧振腔鏡設(shè)計為帶有一定負(fù)色散的反射鏡或輸出鏡，可以直接補償?shù)艄馇粌?nèi)部光學(xué)元器件引入的負(fù)色散。
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