放大過程中，光脈沖能量超過元件的損傷閾值而損傷元件，同時又可以有效地從增益介質中抽取能量，先將脈沖經過展寬器展寬后再進入放大器中放大，從放大器中出來的脈沖再經過壓縮器壓縮，這樣就可以得到短脈沖、高功率的飛秒脈沖。根據啁啾脈沖放大原理，飛秒強激光脈沖系統主要由四部分組成：超短脈沖振蕩器、脈沖展寬器、脈沖放大器以及脈沖壓縮器。飛秒脈沖系統的關鍵技術就是色散補償問題，即脈沖展寬器與 脈沖壓縮器的合理設計的問題。下面就簡單介紹一下飛秒激光系統中的脈沖展寬器和脈沖壓縮器：(1) 脈沖展寬器設計原理：脈沖進入脈沖展寬器，經過脈沖展寬器的光柵（CBG）衍射后，脈沖中不同頻率的光因衍射角不同而分散開，而衍射元 ...

率3.3W激光脈沖。隨后脈沖被送入約30cm長ND-HNLF，根據FROG測量結果，其脈沖寬度小于70fs，平均功率1.8 W，峰值功率約為13kW。然后連接~ 30厘米長HNLF產生倍頻程頻譜，波長覆蓋從970~2200nm。用PPLN晶體對2000nm波段進行倍頻后與1000nm基頻光一同輸入共線f-to-2f干涉儀，生成一個信噪比大于30dB、分辨率~300 kHz f0信號。圖1：載波包絡零頻f0與fbeat探測；插圖：倍頻程光譜~970-2200nm圖2a顯示對fbeat進行測量的實驗結果，可以得到自由運轉下fbeat相位噪聲為22.4 rad (100Hz~10MHz，時間抖動18 ...

單光子和及激光脈沖的開始-停止對，并以此方式確定單光子在激光脈沖序列中的時間位置。然后，可以根據這些數據，建立通常的TCSPC/FLIM光子分布。TCSPC技術所基于的原理是：在記錄低強度、高重復頻率的脈沖信號時，由于光強很低，以至于在一個信號周期內探測到一個光子的概率遠遠小于1。因此，沒有必要考慮在一個信號周期內探測到幾個光子的情形。只要記錄這些光子，測量它們在信號周期內的時間，并建立光子時間分布的直方圖就足夠了。TCSPC技術的基本原理如圖所示。探測器的輸出信號是對應于探測到單個光子的隨機分布的脈沖序列。一般情況下，一個信號周期內探測到多于一個光子的幾率是很小的，有些信號周期會探測到一個光 ...

種用于超短激光脈沖的通用測量方法，測量脈沖的時間尺寸可從數fs指十數ps,同時可給出脈沖的相位信息。FROG作為解決超短脈沖測量技術，由Rick Trebino 和 Dan Kane (Mesa-FROG的創始人)于上世紀90年代提出，其主要思想是通過測量激光脈沖的“自譜圖”，即通過二維相位檢索算法從測得的光譜圖（FROG軌跡）中獲取脈沖信息。Dr.Kane 開發優化的CGP(Principal Component Generalized Projections)算法效果由其突出，可以實現實時測量（>2Hz）。中紅外FROG超短脈沖測量儀，能夠覆蓋傳統超短脈沖給測量儀無法覆蓋的2000- ...

值，Δt為激光脈沖寬度，D為接收孔徑，分別為反射/接收光學效率，p為目標物反射率。下圖為單光子探測器不同條件下的暗計數對信噪比（SNR）的影響，橫軸為脈沖積累次數, 縱軸為信噪比,可知，回波率較高時（近距離），探測器暗計數對SNR的影響可以忽略；回波率較低時（遠距離），較大的暗計數會淹沒信號，無法進行測距。暗計數（噪聲）是指除了信號光以外，其他誤觸發引起的計數，包括環境雜散光、電噪聲等。環境雜散光可以通過前置濾波片等方法進行人為消除，電噪聲這種設備自身的噪聲，無法進行人為消除，只能依賴探測器本身性能。因此探測器自身的暗計數以及探測效率直接性的影響了是否能夠探測到并有效接收Z終光響應脈沖的光子且 ...

MHz 的激光脈沖序列：斯托克斯光束在 1030 nm，泵浦光束在 790 nm。激光輸出也用于同步調制：80 MHz 參考被發送到分頻器以生成 20 MHz TTL 輸出。這些 20 MHz 輸出被使用兩次：一次作為電光調制器調制斯托克斯光束的驅動頻率，另一次作為外部鎖相環的 LIA 輸入通道 2（B 中）的參考。泵浦光束由硅光電二極管檢測，然后被發送到 LIA 的輸入通道 1（In A）。來自輸出通道 1（Out A）的信號被發送到數據采集卡以進行圖像采集。來自輸出通道 2 (Out B) 的信號被最小化（通過調整相移）。2.1 單通道鎖相放大器配置圖 2：典型的鎖定放大器配置設置圖 2 ...

的簡介飛秒激光脈沖的持續時間10-15s,即飛秒（Femtosecond——fs），它相當于電子纏繞原子核半周的時間，以光速計算，在1fs的時間內，光傳播了0.3um，可見飛秒這一單位的時間之微。這樣微小的時間在我們所看到的宏觀s界里是無法找到它的蹤跡的。但是，在由基本粒子所組成的微觀s界里，其運動狀態的改變常常發生在飛秒這樣較短的時刻，如分子的能量轉移、化學鍵的破裂和形成、原子的橫向弛豫和縱向弛豫，半導體中載流子的激發和復合等。正是由于這個緣故，在飛秒激光誕生后的相當長的一段時間內，飛秒激光主要是用來研究物理、化學領域微觀過程超快現象的一個技術，從而在物理、化學和生物領域完成了大量的超快過程 ...

兩個超快的激光脈沖在樣品上重疊，包括空間和時間上的重疊。為了獲得穩定的時間重疊，今天的SRS顯微鏡通常使用一個Ti:Sapphire激光器來產生泵浦和斯托克斯光束。皮秒和飛秒激光器都可用于SRS測量。皮秒激光器提供更精細的光譜輪廓。不需要額外的光學器件就可以實現高光譜分辨率。與自發拉曼不同的是，所有的拉曼位移都可以用單色激光器同時測量，而刺激拉曼需要調諧波長來測量更多的光譜點，而且在獲取光譜圖像時，調諧激光波長會限制測量的速率。另一方面，飛秒激光器本身具有寬廣的光譜。一種叫做 "光譜聚焦 "的技術可以用來快速調整泵浦和斯托克斯光束之間的能量差。可以在更短的時間內獲得光譜圖像 ...

）分別為壓縮光脈沖的展寬譜和干擾自相關跡。然后，放大的脈沖序列直接光纖耦合到一個1550px高度非線性鍺硅酸鹽光纖[41]。保持偏振的高度非線性光纖（HNLF）在放大波長上提供了反常色散，從而通過孤子裂變產生了一個倍頻跨越的光譜。圖2（e）顯示了保持偏振的HNLF輸出光譜，其范圍為1000 ~ 2250 nm。由于保持偏振的HNLF相對較長，該結構具有一個倍頻跨越譜。然而，我們仍然獲得穩定的脈沖能量和光譜形狀只使用PMF成分。倍頻跨越頻譜耦合到一個f-to-2f干涉儀，以穩定頻率梳和特征的偏移頻率梳子。當周期極化鈮酸鋰晶體長度為1 mm，極化周期為31.30 ~ 32.81μm時，輸出光譜的紅 ...

偏移。而探測光脈沖相對于泵浦脈沖具有固定的延遲時間，而且該延遲時間是由機械平移臺控制，通過改變光程來控制泵浦脈沖和探測脈沖間的延遲時間，由于熱反射效應導致照射至其上的探測光脈沖受溫度偏移的影響(如圖2中所示)，其中包含樣品的熱物性信息。圖2：橫軸為時間軸其中(a)經過調制器調整后的泵浦脈沖；(b)為樣品收到泵浦影響的表面溫度變化；(c)探測光脈沖，與泵浦光脈沖之間有一延遲；(d)由樣品反射的探測光的信號[2]此外針對于測量面內熱導率的空間域熱反射率(SDTR)可以測量1到2000 W/(m·K)范圍內小尺度橫向各向異性的熱導率張量。與其他的泵浦探針技術相比，這種新的SDTR方法不需要表征各種非 ...