用于太赫兹到光频率快速频谱分析的1GHz单腔双光梳激光器

2024-04-30 17:11

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资料摘要：

单腔双光梳产生技术提供了一种应对时间采样应用简单、高效的解决方案。我们展示了千兆赫兹重复率的紧凑型单腔双梳激光器，其高重复率差异可达100 kHz以上，同时脉冲持续时间低于100 fs。单腔结构使无源公共噪声被抑制，实现超低相对时序抖动和自由运行时完全可分辨的梳线。我们通过两种应用展示了激光性能演示：a）使用计算方法追踪频率梳的光谱线以分析乙炔在近红外频率范围内的特性b）利用自适应采样技术进行自由空间太赫兹时域光谱学分析和厚度测量的。对于b）我们使用高效的掺铁InGaAs光电天线来产生和检测太赫兹光。这里我们首次使用高效的基于钇的千兆赫重复频率激光器来操作这些设备。一个光学梳作为泵浦光产生太赫兹光，而另一个探测光以相同间隔时间进行采样。我们获得了与重复频率为 MHz 的铒基激光系统相当的信号强度，同时实现接近1GHz的频谱分辨率（由光梳间距定义）、最高3THz的频域宽度。通过仔细研究激光的噪声特性，我们确认自由运行的千兆赫双梳激光器可以提供简单设置下快速且高精度的光延迟扫描。因此，我们的方法将有益于高更新速率的时间采样和时间域光谱应用。

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