2024-05-21

不同类型的激光器在脉冲能量方面具有不同的脉冲基座？对于某些激光器，这个基座可能占总脉冲能量的相当大部分，高达40％，并且长达几百皮秒（如下图）。要了解激光器有多少基座，您需要一台高对比度的自相关仪，例如pulseCheck SM Type II。借助它，您可以测量脉冲对比度高达七个数量级（峰值到基线）和脉冲持续时间高达1ns！

时域对比度(Temporal contrast)为飞秒脉冲主脉冲峰值功率和前后一定时间尺度范围内的次脉冲峰值功率的比值！时域对比度和脉宽一样是飞秒激光器和皮秒激光器的重要技术指标之一！如下图，其中红色和蓝色的曲线代表了不同飞秒激光器的时域能量分布自相关信号曲线。自相关测量采用高斯拟合（Gauss Fit）的飞秒脉宽，可以看出，虽然脉宽一样，但是时域对比度差别非常大，这两个飞秒激光器的品质存在着本质的差别！

图1，自相关信号对比图，红蓝两色代表2款飞秒激光器，

脉宽一致，但时域对比度相差很大，这2款飞秒激光器品质差别很大

在绝大多数飞秒皮秒激光应用的场景下，如飞秒微纳加工，飞秒选择性加工，飞秒生物学加工，飞秒脉冲泵浦探测等，时域对比度是一个非常重要的问题！因为，飞秒激光脉冲峰值功率很高，即使万分之一能量的预脉冲能量足以让对材料发生作用，足以对探测器产生响应！比如，在飞秒激光视力校正手术中，低时域对比度的飞秒脉冲会对眼球造成烧伤，是很大的问题！

时域对比度包括预脉冲，后脉冲，基底等能量形成的。不同技术路线的飞秒激光器时域对比度有很大的差别，比如，商业化的钛宝石飞秒再生放大器时域对比度在103-104, 掺Yb+的光纤飞秒激光器时域对比度在102-104。同一品种的飞秒激光器时域对比度也有很大的差别。所以测量飞秒激光器的时域对比度是很必要的，但是市场上商业化的测量时域对比度的仪器很少！德国APE公司的自相关仪pulseCheck SM Type II可以同时测量时域对比度和脉宽！是非常经济可靠的时域对比度测量工具！注意APE公司的其他自相关仪不能测量时域对比度！

图2，pulseCheck SM Type II测得的自相关信号图，其中深蓝的自相关信号，黄色为高斯拟合得出的脉宽测量结果。所测为1030nm, 280fs, 40mW, 1MHz的某光纤飞秒激光器。注意测量时域对比度的时间采用窗口为1000ps

图3 普通自相关仪采用高斯拟合算法测得的图2所示的飞秒激光脉宽。时域对比度被忽略

图4，pulseCheck自相关仪，采用Type I倍频相位匹配采集自相关信号

图5，pulseCheck SM Type II自相关仪，采用Type II倍频相位匹配采集自相关信号