脉冲压缩

脉冲压缩

脉冲压缩需要的色散补偿一般通过棱镜对或光栅对来实现，其中棱镜对使用更加灵活，既可以补偿负啁啾，也可以补偿正啁啾；而光栅对只能用来补偿正啁啾。

棱镜对较常见的用于显微光学，可以将80-150fs的脉冲展宽最大至700fs。棱镜对引入的角度色散值取决于棱镜对的间距和棱镜材料：棱镜对间距越大，引入的色散越大(同一波长)；材料折射率越大，色散值越大。为了得到较大的色散值，需要选择合适材料的棱镜对。

棱镜压缩器原理图

棱镜P1将入射多色激光从光谱上分散开，经过棱镜P2后，激光的光谱组分依然是分开的，但彼此平行。棱镜P3和P4与棱镜P2和P1是对称的，经过P3和P4后，光谱的分裂方向与之前相反，从而又汇聚成一个光束。对于色散，棱镜之间的距离引入的为负群色散，而棱镜内部的光程引入的为正向群色散。

在棱镜压缩器中，负色散是由不同波长的光程差引起的，其单独的由棱镜间距所决定。对于正色散，棱镜2内部的光程起着至关重要的作用，在正确的方向上移动棱镜2，可以同等程度的改变不同波长经过棱镜材料内的厚度，类似于在光路中插入一个长方形玻璃块。这样，通过移动棱镜2就可以改变正向色散的值。

在一般配置中，棱镜之间的距离和棱镜2的位置都可以进行设置。总的色散结果取决于棱镜不同位置时正色散与负色散之和，改变棱镜1或棱镜2效果一样。当光束都从棱镜的尖端通过时，系统具有最大的负色散；而光束通过的位置越靠近棱镜的底部，系统具有越大的正色散。这样也使得棱镜对在色散控制中具有更高的灵活性和稳定性。

光栅压缩器原理图

光栅压缩器中，多色激光经过光栅2被分散开，然后经过光栅1，激光中的各光谱组分彼此平行。光栅4和光栅3与光栅1和光栅2对称分布，将平行的光谱组成重新合在一起。对于色散，光栅压缩器只能引入负向群色散。

femtoControl色散补偿器

femtoControl是一款适用于飞秒激光脉冲色散控制的自动化单元，标准品主要工作与钛宝石激光器波段，对于双光子或三光子应用，也可以为客户提供定制化方案。

飞秒激光脉冲经过任何光学材料时都会引入色散，从而导致脉冲变宽，降低了激光峰值功率，从而导致实验条件变差。femtoControl通过内部安装在电机上的棱镜对引入反向色散补偿，通过连续调节抵消光学系统对脉冲的展宽效应。

光学材料的正色散导致脉冲展宽

棱镜对引入负色散

色散补偿让脉冲完美的到达样品