光纖激光器產生超短光脈沖采用的技術通常有兩種：調Ｑ技術和鎖模技術。調Ｑ技術雖然可以使

光纖激光器在整個增益譜的寬范圍內產生波長可調的高峰值功率（大于１ｋＷ）脈沖，但這種

脈沖的寬度相對較寬。而鎖模技術加上脈沖壓縮技術則可以產生比１００ｆｓ更短的光脈沖。

以下我們就來分析鎖模技術的原理。

光纖激光器通常具有大的增益帶寬（大于３０ｎｍ）和相對小的縱模間隔（小于１００ＭＨｚ）。

因此，它在工作時同時會有大量的縱模落在增益帶寬內。如果模式間的頻率間隔用△υ表示，

那么△υ＝ｃ／ＬＯＰＴ這里ＬＯＰＴ是光在激光器腔內環行一周的光程長度，ｃ為光速。

總的光場可寫成：

Ｅｔ　＝Ｅｍｅｘｐｉφｍ－ｉωｍｔ　 （１）

式中Ｅｍ、φｍ和ωｍ分別是２Ｍ＋１個模式中某一特定模式的幅度、相位和頻率。

如果所有模式互相獨立地工作，它們具有相同的幅度：Ｅｍ＝Ｅ０，它們間的相位關系不固定，

則總光強２中的相干項平均值為零，２＝（２Ｍ＋１）Ｅ２０。 激光刻章機 激光雕刻機

鎖模是發生在各種縱模的相位同步的情況下。此時，在任意兩個相鄰模式間的相位差被鎖定為一常數φ，

即φｍ－φｍ－１＝φ。這樣，相位關系可表達為φｍ＝ｍφ＋φ０。模式頻率ωｍ＝ω０＋２ｍπ△υ。

如果我們把這些關系式應用到式１　中，并且為簡化起見假設所有模式有相同的幅度Ｅ０，

則其總光強為：

２＝ｓｉｎ２２Ｍ＋１　π△υｔ＋φ／２Ｅ２０／
ｓｉｎ２π△υｔ＋φ／２　

由此可見，總光強２是一個時間的周期函數，其周期τｒ＝１／△υ，這正是光在激光器腔內環行

一周的時間。激光器以脈沖串的形式輸出，兩個相鄰脈沖間的時間間隔為τｒ。解釋這個結果有

一個簡單的辦法：一個單一脈沖在激光器腔內循環，與此同時其中一小部分能量在每次脈沖到

達輸出端耦合器的時刻輸出。 激光刻章機 激光雕刻機

脈沖寬度τｐ可由式（２）估算：τｐ＝［（２Ｍ ＋１）△υ－１。其中（２Ｍ＋１）△υ代表

所有相位鎖定模式的總帶寬。由此可見，脈沖寬度與相位同步的各個縱模所占的光譜帶寬成反比，

由式（２）可知，脈沖光強的極大值２ｍａｘ＝（２Ｍ＋１）２Ｅ２０，因此，鎖模激光器

輸出脈沖的峰值強度為同一激光器未鎖模時平均光強的２Ｍ＋１倍。