《同步時間透鏡光源同步時間抖動的起源及控制研究》是依託深圳大學，由邱娉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：同步時間透鏡光源同步時間抖動的起源及控制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：邱娉
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
同步時間透鏡光源是一種新型同步脈衝光源，可同步至鎖模雷射器，並已成功用於生物、化學樣品的光學成像。同步時間抖動是衡量同步性能的標準，目前針對同步時間透鏡光源，僅有抖動的實驗測量結果，對其物理起源及影響程度缺乏必要的理論研究，因此缺乏對其控制的理論依據及手段。本項目針對同步時間抖動問題開展以下理論研究：（1）從現有時間透鏡光源的理論模型出發，建立同步時間透鏡光源的理論模型，不僅作為抖動研究的物理基礎，還可以作為其他系統參數及性能最佳化的物理基礎；（2）研究導致同步時間抖動的物理因素，以及它們各自的定量影響程度；（3）針對這些物理因素，研究並提出最佳化策略以減小同步時間抖動。通過本項目的研究，可以從“質”和“量”兩方面明確同步時間透鏡光源中同步時間抖動的起源，形成針對性的降低抖動的理論方案。研究成果對同步時間透鏡光源的最佳化設計提供理論指導，實現其套用領域拓展及套用性能提升。
結題摘要
同步時間透鏡光源作為一種新穎的脈衝同步方案，在成像領域及其他領域存在極為廣闊的套用前景，有望用於包括皮秒以及飛秒在內的多種需要雙色同步脈衝的場合。針對該光源目前存在的同步抖動以及其他可最佳化參數，本申請項目建立起了完整的理論模型用於描述包括鎖模雷射器、同步時間透鏡各個光電環節在內的完整理論模型，構建完成了對其進行理論研究的物理基礎。在此基礎上開展的同步時間抖動物理起源的研究、相應控制方案的提出將為同步時間透鏡光源的性能提升及最佳化，套用領域拓展，特別是由皮秒套用向飛秒套用拓展創造可行性。 所取得的主要成果為：（1）明確了可能顯著導致同步時間抖動的物理量。包括：鎖模雷射器本徵隨機時間抖動、鎖模雷射器重複頻率單向漂移、窄帶射頻濾波器頻寬、光電探測器的自身噪聲。（2）針對這些物理因素，提出了減小同步時間抖動的控制策略，包括：儘可能減小鎖模雷射器輸出的隨機時間抖動以及重複頻率單向漂移、匹配鎖模雷射器和同步時間透鏡光源之間的光學延遲、根據抖動起源恰當的選擇窄帶濾波器頻寬、增大入射到光電探測器的雷射功率、選取高量子效率的光電探測器等。（3）明確了鎖模雷射器輸出脈衝抖動會通過光電轉換及調製過程，導致同步時間透鏡光源輸出脈衝產生脈衝間峰值功率起伏。提出可以通過減小窄帶濾波器頻寬的方法抑制峰值功率起伏，但其代價是會導致同步時間抖動增加。（4）提出一種新的減小同步時間透鏡光源輸出脈寬的方法：僅通過改變相位調製器用射頻濾波器頻寬即可顯著的改變同步時間透鏡光源脈寬，起到進一步壓縮脈寬的目的。採用該技術甚至可以將輸出壓縮至百飛秒量級，有望將同步時間透鏡光源套用領域拓展到飛秒脈衝領域。 為了便於推廣我們的技術，我們發表供稿綜述（contributed review）論文一篇，詳細的介紹同步時間透鏡光源的原理、系統、套用以及可能的發展方向。任何感興趣的實驗室都可以通過該綜述文章建造起類似系統。
