第34卷，第2期 2014年2月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol, 34 ,No. 2 -pp293-299 February2014
基于光折变效应提升啾脉冲信噪比的光谱扫描滤波法
叶荣，张彬*，曾冰，孙年春，隋展”，马再如
1.四川大学电子信息学院，四川成都610064
2，申国工程物理研筑院激光聚变研筑申心，四川绵阳621900 3.西华大学物理与化学学院，四川成都610039
摘要基于光谱扫描滤波原理，提出了一种利用光折变效应来提高调嗽脉冲信噪比的扫描滤波方法，并进行了理论分析。针对内置光折变晶体的Fabry-Perot（F-P)标准具光谱扫描滤波装置，定量分析了其透射谱特性，详细讨论了Fabry-Perot(F-P)标准具两平板的反射率、透射谱窗口带宽、外加场的控制参数以及信号光调瞅率变化等对调嗽脉冲信噪比的提升及其滤波透射率的影响。结果表明，F-P两平板的反射率越高，则透射谱越尖锐，透射窗口越窄，滤波效果也就越好。为了得到有效的信噪比提升，一般要求其反射率大于 0.99：外加场的控制和信号光调率的变化对扫描滤波的影响较大，在实际工作中，应尽量保证外加场和响啾率的精确控制，以确保信号光和滤波函数的同步匹配。针对中心波长800nm的调信号脉冲，采用提出的光谱扫描滤波方法，对放大自发辐射（ASE)的随机噪声与预脉冲进行滤波，可得到近3个量级的信噪比提升效果。
关键词光谱扫描滤波；调脉冲；信噪比；光折变效应
中图分类号：0437.5
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j issn. 1000-0593(2014 )02-0293-07
超强激光的信噪比，如提高注入种子脉冲激光的对比度和注入强度3]、环形腔放大技术}、光参量调嗽脉冲放大技术(OPCPA)5]、双调嗽脉冲放大技术（DCPA)等。这些技术
基于调嗽脉冲放大技术(CPA)的超强超短脉冲激光系统为惯性约束聚变（inertialconfinementfusion，ICF）和强场物理等开辟了新的技术领域，从而极大地促进了激光与物质相互作用研究的进展。然而，在超短激光脉冲的放大过程中，激光脉冲的前沿和后沿均会存在较强的放大自发辐射(am-plifiedspontaneousemission，ASE），它们与主信号脉冲相比，在强度上小个数量级，但会持续很长的时间。在实验中，这些ASE噪声的聚焦强度通常会在10°W，cm-"以上，如此高强度的作用足以产生等离子体。这些等离子体的存在改变了主信号脉冲与物质相互作用过程中等离子体的初始状态3，从而对实验结果的处理和物理现象的分析产生重大影响。因此，如何有效提高激光系统的信噪比（signaltonoise ratio，SNR），是超短激光技术研究中的一个重要内容。在最初采用CPA技术的超短激光系统中，输出激光的信噪比通常只有10°～10°左右。近年来，人们提出了许多方案以提高
收稿日期：2013-04-16，修订日期：2013-05-28
各有自已的优缺点，并在不同的场合发挥着各自的作用。
针对响献脉冲频率随时间变化的特点，本工作提出广一种基于光折变效应来提高调脉冲信噪比的光谱扫描滤波方法，设计了内置光折变晶体的Fabry-Perot(F-P)标准具扫描滤波装置，通过数值模拟，定量分析了扫描滤波器对正态分布随机噪声以及预脉冲噪声的滤波效果，并讨论了F-P平板反射率、透射谱窗口带宽、外加场的控制参数以及调嗽率变
化等对信噪比提升的影响。 1光谱扫描滤波
光谱扫描滤波原理
1.1
光谱扫描滤波法的基本原理如图1所示，3]，其横坐标轴分别表示时间和频率，纵轴为强度。主信号脉冲的频率由于具有调嗽特性而随时间变化，构造的滤波函数的透射谱也
基金项目：国家(863计划）高技术项目（2012AA8043050A），四川省教育厅创新团队计划（13Td0048)和四川大学优秀青年学者计划项目
(2011-2-B17)资助
作者简介：叶荣，1987年生，四川大学电子信息学院博士研究生
*通讯联系人e-mail：zhangbinf@ sohu,com
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