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锁模技术是激光领域中的重要概念,它通过控制谐振腔内的纵模相位关系,使激光器输出超短脉冲。纵模仿真可以帮助我们直观理解锁模的工作机制。
在未锁定状态下,谐振腔内的纵模相位是随机分布的,各个模式互不相干地振荡。此时激光输出表现为连续波形式,各模式之间的相位差导致强度随时间无规律起伏。从频域来看,未锁模激光的光谱呈现多个分离的纵模峰,而时域上则是连续的随机波动。
当实现锁模时,所有纵模的相位被锁定为固定关系,各模式间形成相干叠加。这种相位锁定产生了时域上的周期性强脉冲序列。锁模状态下,虽然频域上仍然是多纵模结构,但时域上呈现出规则的超短脉冲串,脉冲宽度与纵模间隔的倒数相关。
通过纵模仿真可以清楚地观察到两种状态的差异:锁模状态下的脉冲压缩效应和未锁模状态的连续波动。这种仿真对于理解激光动力学过程、优化锁模激光器设计具有重要意义。