頻譜圖 | RP 系列激光分析設(shè)計(jì)軟件
頻譜圖在聲學(xué)中很常見，但有時(shí)也用于光學(xué)，特別是在超短脈沖的情況下（→超快光學(xué)）�；舅枷氡举|(zhì)上是顯示一種與時(shí)間相關(guān)的頻譜：將傅里葉變換應(yīng)用于信號的不同時(shí)間部分。從數(shù)學(xué)上講，這會產(chǎn)生以下形式的信號 Nl)jQ
S(ω,t)=|∫−∞+∞E(τ)g(τ−t)eiωτdτ|2 UT7lj wT
E(t)正在研究的信號(例如脈沖的電場)，和g(t)是一個(gè)基函數(shù)，其可以例如具有高斯形狀。增益函數(shù)在時(shí)間上越窄，時(shí)間分辨率越高，但光譜分辨率也越低。因此，門函數(shù)的選擇（特別是其寬度）對所得頻譜圖有很大影響。 G:ngio]G0
通常使用水平時(shí)間軸和垂直頻率（或波長）軸，并使用灰度或色標(biāo)對時(shí)間和頻率的每種組合的強(qiáng)度進(jìn)行編碼。結(jié)果很直觀，例如對于上行線性調(diào)頻超短脈沖（見圖1）。 E_uH' E
圖1中所示的頻譜圖讓人想起顯示瞬時(shí)頻率隨時(shí)間變化的圖表。然而，頻譜圖的垂直切片總是具有一定的有限寬度，而任何時(shí)間位置的瞬時(shí)頻率都是明確定義的值。 e[& 3K<
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圖1:具有明顯向上線性調(diào)頻脈沖(即瞬時(shí)頻率上升)的超短脈沖的頻譜圖。 QD VA*6F
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圖2是一個(gè)動(dòng)畫頻譜圖，顯示了三階孤子脈沖如何在光纖中演化。標(biāo)簽（右上側(cè)）指示脈沖當(dāng)前顯示在光纖中的哪個(gè)位置。人們認(rèn)識到，在脈沖演化過程中，上行和下行啁啾都會發(fā)生。 %D0Ws9:|
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圖2:這個(gè)動(dòng)畫頻譜圖顯示了三階孤子在光纖中的演化。高階孤子表現(xiàn)出更復(fù)雜的行為。 <Py/uF|
圖3顯示了超短脈沖通過光子晶體光纖后的頻譜圖，其中由于強(qiáng)烈的非線性而產(chǎn)生了超連續(xù)譜，色散的影響很大。為了跨越更廣泛的光譜強(qiáng)度，選擇了對數(shù)色標(biāo)。正如時(shí)間軌跡（底部的黑色軌跡）所示，脈沖已分裂成多個(gè)脈沖（孤子裂變）。該圖的下半部分顯示了代表孤子脈沖的各種亮點(diǎn)，它們攜帶了總體能量的很大一部分。 ?|YQtY
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圖3:用軟件模擬的超連續(xù)譜的光譜圖RP前脈沖.使用對數(shù)色標(biāo)。 w~?eX/;
同樣明顯的是，有一些未轉(zhuǎn)換的光來自初始脈沖的側(cè)翼(中間的水平線)和延伸到高處的弱背景光學(xué)頻率。這個(gè)背景在某種程度上與上述孤子相關(guān)，因?yàn)樗窃谝粋�(gè)相位匹配的四波混頻過程。最低和最高頻率分量都表現(xiàn)出比中頻分量更大的時(shí)間延遲；這是由于色散……的纖維，其中有它的零色散波長接近1 μm。
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