脉冲持续时间

光脉冲的持续时间（也称为脉冲宽度或脉冲长度）可以在很大的范围内变化：

• 通过调制连续波光源，例如，使用电光调制器，可以生成持续时间从几十皮秒到任意高值的脉冲。
• 例如，激光二极管的增益开关导致持续时间低至几纳秒或甚至几百皮秒的脉冲。
• Q开关激光器的脉冲持续时间通常在100ps到数百纳秒之间。
• 锁模激光器可以产生持续时间在≈5fs到数百皮秒之间的脉冲。
• 高次谐波产生可以形成单个阿秒脉冲或阿秒脉冲序列，脉冲持续时间为几百阿秒甚至低于100阿秒。

常见单位的转换

• 1ms（毫秒）=10^3s
• 1μs（微秒）=10^-6s
• 1ns（纳秒）=10^-9s
• 1ps（皮秒）=10^-12s
• 1fs（飞秒）=10^-15s
• 1as（阿秒）=10^-18s

脉冲持续时间的定义

脉冲持续时间实际上有不同的定义：

• 最常用的定义是基于光功率与时间的半高全宽 (FWHM)。
• 对于有关孤子脉冲的计算，通常使用一个持续时间参数τ，它大约是FWHM持续时间除以1.76。
• 特别是在激光诱导损伤的情况下，有时会使用有效脉冲持续时间，其定义为脉冲能量除以峰值功率。
• 特别是在有明显的脉冲基座的情况下，不同的方法可能导致完全不同的脉冲持续时间值。

时间带宽积

脉冲宽度和频谱带宽的乘积称为时间带宽积，通常情况下，使用持续时间和带宽的FWHM值进行计算。它不能小于≈0.3，取决于脉冲形状以及脉冲持续时间和带宽的精确定义。这意味着例如10-fs 脉冲必须至少具有30THz 量级的带宽，如果阿秒脉冲具有如此大的带宽，以至于它们的中心频率必须远高于任何可见光的中心频率。

脉冲持续时间的测量

• 使用最快的光电二极管和快速采样示波器，可以测量低至大约10ps的脉冲持续时间。对于较短脉冲持续时间的测量，可以使用条纹相机。
• 另一种方法是光学采样（或互相关），使用另一个产生更短参考脉冲的源。 然而，在大多数情况下，人们使用光学自相关仪，不需要任何参考脉冲。
• 请注意，还有诸如FROG或 SPIDER（光谱相位干涉法）之类的技术，它们可用于获得更多关于脉冲的信息，而不仅仅是脉冲持续时间和能量。