光纖激光器產(chan) 生超短光脈衝(chong) 采用的技術通常有兩(liang) 種：調Ｑ技術和鎖模技術。調Ｑ技術雖然可以使

光纖激光器在整個(ge) 增益譜的寬範圍內(nei) 產(chan) 生波長可調的高峰值功率（大於(yu) １ｋＷ）脈衝(chong) ，但這種

脈衝(chong) 的寬度相對較寬。而鎖模技術加上脈衝(chong) 壓縮技術則可以產(chan) 生比１００ｆｓ更短的光脈衝(chong) 。

以下我們(men) 就來分析鎖模技術的原理。

光纖激光器通常具有大的增益帶寬（大於(yu) ３０ｎｍ）和相對小的縱模間隔（小於(yu) １００ＭＨｚ）。

因此，它在工作時同時會(hui) 有大量的縱模落在增益帶寬內(nei) 。如果模式間的頻率間隔用△υ表示，

那麽(me) △υ＝ｃ／ＬＯＰＴ這裏ＬＯＰＴ是光在激光器腔內(nei) 環行一周的光程長度，ｃ為(wei) 光速。

總的光場可寫(xie) 成：

Ｅｔ　＝Ｅｍｅｘｐｉφｍ－ｉωｍｔ　 （１）

式中Ｅｍ、φｍ和ωｍ分別是２Ｍ＋１個(ge) 模式中某一特定模式的幅度、相位和頻率。

如果所有模式互相獨立地工作，它們(men) 具有相同的幅度：Ｅｍ＝Ｅ０，它們(men) 間的相位關(guan) 係不固定，

則總光強２中的相幹項平均值為(wei) 零，２＝（２Ｍ＋１）Ｅ２０。 激光刻章機 激光雕刻機

鎖模是發生在各種縱模的相位同步的情況下。此時，在任意兩(liang) 個(ge) 相鄰模式間的相位差被鎖定為(wei) 一常數φ，

即φｍ－φｍ－１＝φ。這樣，相位關(guan) 係可表達為(wei) φｍ＝ｍφ＋φ０。模式頻率ωｍ＝ω０＋２ｍπ△υ。

如果我們(men) 把這些關(guan) 係式應用到式１　中，並且為(wei) 簡化起見假設所有模式有相同的幅度Ｅ０，

則其總光強為(wei) ：

２＝ｓｉｎ２２Ｍ＋１　π△υｔ＋φ／２Ｅ２０／
ｓｉｎ２π△υｔ＋φ／２　

由此可見，總光強２是一個(ge) 時間的周期函數，其周期τｒ＝１／△υ，這正是光在激光器腔內(nei) 環行

一周的時間。激光器以脈衝(chong) 串的形式輸出，兩(liang) 個(ge) 相鄰脈衝(chong) 間的時間間隔為(wei) τｒ。解釋這個(ge) 結果有

一個(ge) 簡單的辦法：一個(ge) 單一脈衝(chong) 在激光器腔內(nei) 循環，與(yu) 此同時其中一小部分能量在每次脈衝(chong) 到

達輸出端耦合器的時刻輸出。 激光刻章機 激光雕刻機

脈衝(chong) 寬度τｐ可由式（２）估算：τｐ＝［（２Ｍ ＋１）△υ－１。其中（２Ｍ＋１）△υ代表

所有相位鎖定模式的總帶寬。由此可見，脈衝(chong) 寬度與(yu) 相位同步的各個(ge) 縱模所占的光譜帶寬成反比，

由式（２）可知，脈衝(chong) 光強的極大值２ｍａｘ＝（２Ｍ＋１）２Ｅ２０，因此，鎖模激光器

輸出脈衝(chong) 的峰值強度為(wei) 同一激光器未鎖模時平均光強的２Ｍ＋１倍。