秒和飛秒級的光脈沖提供了新的技術手段。飛秒激光技術經歷了1981年的染料激光（第一代）和1991年以摻鈦藍寶石激光（第二代）為代表的發展階段，實現了超快的時間特性和超強的功率特性（峰值功率可提高至1015W），成為激光受控核聚變的快速點火、新一代加速器、精密微納加工等前沿科學技術的重要支撐技術，從而開創了飛秒激光技術應用的新時代。在這樣的前沿科學技術發展需求的背景下，1995年在德國研制出了第一根光子晶體光纖（Photonic Crystal Fiber，PCF），到21世紀初已形成以光子晶體光纖激光為代表的新一代飛秒激光技術。其主要特征是，將微納結構引入增益介質，從而使產生飛秒激光的主要物理 ...

在其中傳輸的光脈沖的展寬特性，它是由于光纖中傳輸信號的不同頻率（波長）成分與不同模式成分的群速度不同而引起傳輸信號發生畸變的一種物理現象。色散將使光纖中傳輸的無論是脈沖信號還是模擬信號均要發生波形畸變。信號波形畸變將導致傳輸的光脈沖在時域展寬而強度降低，從而使誤碼率增加，通信質量下降。為保證通信質量，則勢必要加大相鄰信息碼之間的距離，這將限制通信容量；而且由于光纖的色散具有均勻性和累加性，傳輸距離越長，脈沖展寬與衰減也越嚴重，因而色散將限制信號在光纖中的最大中繼距離。由此可見，解決色散補償問題，制造出低色散的優質光纖，對增加通信容量、延長通信距離是十分重要的。分析表明，實際光源（如半導體激光器 ...

，當其從兩激光脈沖重合處開始運動至兩激光脈沖完全脫離，便完成了一次該路激光脈沖對另一路激光脈沖的掃描，可輸出相關函數的波形。兩束光共線入射倍頻晶體時因滿足相位匹配條件發生倍頻效應（通過調節倍頻晶體的方向，可滿足單束光入射不發生倍頻），探測器接收倍頻光的信號，通過該信號的時間延遲和強度可確定原始激光的脈沖寬度。（2）非共線傳輸型當兩束光經過回返裝置再次回到分束片時不是共軸傳輸即為非共線測量方式，如上圖所示。兩束光經透鏡聚焦至倍頻晶體倍頻，二次諧波可通過光闌并被探測器接收，而基頻光則被擋在探測器靶面外。與共線型相比，該方法可以消除信號光中的背景光，能提供更高的測量精度，因此是目前使用更加廣泛的檢測 ...

生并發射一束光脈沖，打在物體上并反射回來，最終被接收器所接收。接收器準確地測量光脈沖從發射到被反射回的傳播時間。鑒于光速是已知的，傳播時間即可被轉換為對距離的測量。結合激光器的高度，激光掃描角度，就可以準確地計算出每一個地面光斑的三維坐標X，Y，Z，如圖所示。RGB雙目指的是目前大家都在熱點研究的，僅依靠雙相機的視差獲取深度信息的方式。RGB雙目相機因為非常依賴純圖像特征匹配，所以在光照較暗或者過度曝光的情況下效果都非常差，另外如果被測場景本身缺乏紋理，也很難進行特征提取和匹配。根據幾何原理：可以得出坐標信息。雖然由視差計算深度的公式很簡潔，但視差d本身的計算卻比較困難。我們需要確切地知道左眼 ...

以及在整個激光脈沖周期中材料溫度如何升高，從而接近熱損傷點。不同的材料有不同的吸收率，不同的熱損傷溫度，不同的介電擊穿等級。圖1 連續波激光，損傷由高平均激光功率密度引起的熱效應導致。降低功率密度，可以防止損壞圖2 長脈沖激光，高功率密度引起的熱損傷。減小峰值功率或減小脈沖寬度以防止損壞圖3 短脈沖激光，高功率密度引起的介質擊穿。降低峰值功率密度，防止損壞圖4 短脈沖激光器，低重復率，無損傷圖5 短脈沖激光，高重復率導致熱損傷。降低峰值功率密度或降低重復率，以防止損壞二、 激光損傷的定義為了充分理解激光損傷原理，首先有必要定義一些關鍵術語和變量，這些術語將用于下面的方程中，請參閱表1和圖6來了 ...

要兩個超快激光脈沖在樣品上空間和時間上重疊。為了獲得穩定的時間重疊，當今的SRS顯微鏡通常使用單個Ti：藍寶石激光可產生泵浦光束和斯托克斯光束。皮秒和飛秒激光器均可用于SRS測量。皮秒激光器提供了更精細的光譜輪廓。無需額外的光學器件即可實現高光譜分辨率。與自發拉曼光譜不同，自發拉曼光譜可以用單色激光同時測量所有拉曼光譜，而受激拉曼光譜則需要進行波長調整以測量其他光譜點，并且在獲取光譜圖像時調整激光波長會限制測量速率。另一方面，飛秒激光器本身具有廣譜?？梢允褂靡环N稱為“光譜聚焦”的技術來快速調整泵和斯托克斯束之間的能量差。可以在更短的時間內獲取光譜圖像。但是，這種方法增加了系統的光學復雜性。需要 ...

50 fs激光脈沖。光學隔離器裝在激光振蕩器的出口，以防止激光束反射回振蕩器。在隔離器前安裝半波片調節TDTR測量時的激光功率。然后激光束通過偏振分束器分成泵浦光和探針光。在PBS之前，另一個半波片用來調整泵浦和探針光束之間的功率比。泵束通常在0.2-20 MHz范圍內使用電光調制器(EOM)調制頻率，然后通過物鏡聚焦到樣品。另外一些TDTR設置使用聲光調制器(AOM)，但由于AOM的上升時間長得多，調制頻率通常有限。EOM調制頻率作為鎖定檢測的參考。在通過相同的物鏡聚焦到樣品之前，探針光束通過機械延遲線產生時間延遲。探測束通常在延遲階段之前擴束，以減小長距離傳輸導致的發散。圖1. 典型TDT ...

實線表示的激光脈沖的光譜。從熱載流子的角度來看，非平衡過程發生在區域B和區域C。這些區域越寬，熱載流子行為被確定得越好。較低的頻率受到電子-聲子耦合常數的限制，而上限是激光脈沖頻譜的延伸。在這種情況下，黃金是熱載流子研究的最佳材料，其帶寬從1 GHz擴展到5 THz。圖2.二氧化硅層上金膜的TDTR實驗和模擬TM信號為了驗證模型，已經測量了二氧化硅層上50 nm金膜的TDTR信號，激光脈沖持續時間為1 ps(532 nm)。讓我們注意到信號是負的，因為在這個波長下金的熱反射系數是負的，如圖2插圖。圖2比較實驗和模擬(2TM)熱光譜。即使區域C和區域D重疊，上面詳述的不同區域也清晰可見，因為1 ...

譜需要記錄激光脈沖激發后發射光隨時間變化的強度分布。理論上可以記錄單個激發-發射循環的信號的時間衰減曲線，但在實際應用中還存在著許多問題。首先，要記錄的時間衰減非常快，比如普遍使用的有機熒光團的光致發光過程僅持續幾百皮秒到幾十納秒；另外不僅要獲取熒光壽命，還要還原熒光衰減曲線形狀，通常為了解決多指數衰減，必須能夠在時間上將記錄的信號解析到這樣的程度：由幾十個樣品進行衰減。使用普通的電子瞬態記錄儀很難達到所需的時間分辨率。 另外如果發射的光太弱則無法產生代表光通量的模擬電壓。 實際上光信號可能只有每個激發/發射周期的幾個光子。 然后信號本身的離散特性導致無法進行模擬采樣。 即使可以通過增加激發功 ...

是通過測量激光脈沖的飛行時間來測量系統與目標之間的距離。激光探測系統向目標發射一個激光脈沖，經過目標反射后測量所經歷的時間τ，則所測得距離為：式中， c 為真空中的光速。脈沖激光測距技術具有測量范圍遠、精度較高、測距速度快、結構簡單等優點廣泛用于軍事、航天航空等領域。1973 年，美國NASA 在SKYLAB 衛星上安裝測高儀，可以達到的測距范圍為453km，測距精度為15m。中科院上海光機所研制出來的便攜式測距儀，用它對能產生漫反射的水泥墻進行測距，測距范圍為100m，測距精度0.5m。雖然脈沖飛行時間測距法可以測得的范圍比較遠，但是，由于受到計時精度的限制，最高的精度能達到cm 數量級，在 ...