基于光學(xué)參量放大的互相關(guān)FROG光學(xué)任意波形測(cè)量技術(shù)的研究.pdf

1、隨著光學(xué)任意波形產(chǎn)生技術(shù)的飛速發(fā)展，許多復(fù)雜的光學(xué)波形得以產(chǎn)生，并在生物、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、光通信等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。因此，如何準(zhǔn)確地測(cè)量光學(xué)任意波形很有必要。目前常用的光學(xué)任意波形測(cè)量方法主要有雙積分光譜剪切干涉法、雙頻率梳互相關(guān)技術(shù)和頻率分辨光學(xué)開(kāi)關(guān)法。比較而言，頻率分辨光學(xué)開(kāi)關(guān)法能夠準(zhǔn)確地測(cè)量光學(xué)任意波形的幅值和相位，且裝置簡(jiǎn)單，是一種有效的測(cè)量方法。
　　本論文利用非線性晶體中的光學(xué)參量放大效應(yīng)，設(shè)計(jì)了一種基于光參量放大(

2、OPA)的互相關(guān)頻率開(kāi)關(guān)法(FROG)的光學(xué)任意波形測(cè)量方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)光學(xué)任意波形的幅度和相位的準(zhǔn)確測(cè)量，尤其是還可以準(zhǔn)確地測(cè)量微弱的光學(xué)任意波形，并對(duì)其工作原理行了理論分析。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)詳細(xì)分析了實(shí)現(xiàn)基于光參量放大的互相關(guān)FROG任意波形測(cè)量方案所需的理論基礎(chǔ)。重點(diǎn)推導(dǎo)了光學(xué)參量放大增益公式，分析了相位匹配方式，并針對(duì)實(shí)際需求對(duì)比選擇了光參量放大晶體。最后，提出了一種基于光參量放大的互相關(guān)FROG任意波形測(cè)量方

3、案，并介紹了該方案所采用的基于矩陣的主元素廣義投影恢復(fù)算法。
　　(2)通過(guò)Matlab軟件編寫該系統(tǒng)的恢復(fù)算法，并在MATLAB中設(shè)計(jì)了一個(gè)方便操作GUI界面。對(duì)基于光參量放大的互相關(guān)FROG光學(xué)任意波形測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)任意波形的準(zhǔn)確測(cè)量，驗(yàn)證了該測(cè)量系統(tǒng)的可行性。
　　(3)分析仿真過(guò)程中對(duì)波形恢復(fù)的影響因素，主要包括噪聲、迭代次數(shù)、初始猜測(cè)脈沖以及門脈沖形狀對(duì)波形恢復(fù)的影響。最后通過(guò)分析光參量放大倍數(shù)與相