近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在超短脈沖激光延時(shí)同步測(cè)量和控制方面取得新進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)提出了利用“雙駝峰”型光譜獲得特殊的光束近場(chǎng)干涉圖案，用于同時(shí)測(cè)量超短脈沖激光絕對(duì)和相對(duì)延時(shí)，并對(duì)時(shí)間抖動(dòng)進(jìn)行反饋補(bǔ)償。相關(guān)研究成果發(fā)表于《光學(xué)快報(bào)》（Optics Express）。

超短脈沖激光精密同步技術(shù)由于其高精度、高響應(yīng)速度和高信噪比等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于各領(lǐng)域的精密測(cè)量和控制中，例如光參量放大、激光相干組束和相干合成等。先前的光同步技術(shù)只能測(cè)量激光脈沖之間的相對(duì)延時(shí)，無法精確測(cè)量絕對(duì)延時(shí)。研究人員利用“雙駝峰”型光譜獲得兩光束的近場(chǎng)干涉圖案，通過對(duì)干涉圖案包絡(luò)的有效識(shí)別，精確測(cè)量激光脈沖間的絕對(duì)延時(shí)，利用閉環(huán)反饋系統(tǒng)控制延時(shí)抖動(dòng)，最終達(dá)到亞飛秒級(jí)同步精度。利用該方案，在激光同步和相干合成的相關(guān)應(yīng)用中可有效地避免絕對(duì)延時(shí)抖動(dòng)的影響，獲得更高的同步精度和峰值強(qiáng)度。該研究開發(fā)了一種激光脈沖絕對(duì)延時(shí)測(cè)量和控制的新方法，為相關(guān)應(yīng)用研究提供了解決方案。

圖1 （a）近場(chǎng)干涉原理圖（插圖為光脈沖的相對(duì)延時(shí)）；（b）初始和“雙駝峰”型光譜；（c）初始和（d）“雙駝峰”型光譜近場(chǎng)干涉圖案（左圖：二維分布，右圖：一維分布）。