Thorlabs最新推出的PicoLuz超快時域放大器能夠測量飛秒波形，能夠?qū)�帶寬大�?/span>1THz的無重復(fù)信號進行單發(fā)取樣并且能以1Tb/s的速度生成數(shù)字眼圖。超快瞬態(tài)放大器帶有一個外部泵浦源（一個飛秒光纖激光器）和使泵浦重復(fù)頻率同步于信號重復(fù)頻率的相應(yīng)電子設(shè)備。在同步狀態(tài)下，調(diào)節(jié)入射波形與泵浦脈沖之間的相關(guān)延遲，掃描時間透鏡的可視窗口并與入射波形進行對比。瞬態(tài)放大元件（UTM-1500）包含一個集成的延遲線，其表面連續(xù)范圍為160皮秒，滿足涉及高重復(fù)頻率信號（大于10 GHz）的應(yīng)用需求。另外，瞬態(tài)放大套件具有大范圍可調(diào)節(jié)光纖至光纖延遲線，可用于連續(xù)可調(diào)節(jié)延遲至4納秒，此功能應(yīng)用于信號重復(fù)頻率小于10 GHz的情況下。圖1（a）為PicoLuz超快時域放大器的外觀，（b）為其系統(tǒng)構(gòu)成。

圖1（a）超快時域放大器（UTM-1500）

圖1（b）超快時域放大器系統(tǒng)構(gòu)成

該時域放大系統(tǒng)使用基于四波混頻非線性光學處理的時間透鏡技術(shù)對光波進行時域上的展寬或放大。此技術(shù)可以在不扭曲自己的時間分布的前提下在時域上拉伸或放大時域波形。使用放大器，通過GHz帶寬光學探測器和標準示波器可以測量長（>100 ps）且超快波形，這些波形具有成百上千的亞皮秒瞬態(tài)特征。該技術(shù)是由Thorlabs公司的戰(zhàn)略合作伙伴PicoLuz公司的創(chuàng)始人提出的。

此放大器有很多應(yīng)用，此處列舉4例：

應(yīng)用一：如圖2所示，該超快放大器具有單發(fā)取樣能力。該波形是由工作于250MHz重復(fù)率下的鎖模激光器發(fā)射兩個間隔為2.1皮秒的脈沖組成的。使用15 MHz正弦波驅(qū)動的調(diào)制器對信號的振幅進行調(diào)制。放大器具有250X放大因子，使用250 MHz重復(fù)頻率的泵浦源，此泵浦源已經(jīng)與信號同步。使用4 GHz (20 GigaSample/second)實時示波器對放大器的輸出進行取樣。下圖展示了入射波形的11連續(xù)快速取樣波形軌跡。正如本例所見，在放大系統(tǒng)(本例中使用250 MHz)中，入射光波形的時間透鏡圖像按泵浦激光器的重復(fù)頻率不斷更新。

圖2超快時域放大器的單發(fā)取樣

應(yīng)用二，如圖3所示，此放大器具有強大的瞬態(tài)分辨率，使得眼圖的數(shù)據(jù)測量速度可以達到1Tb/s。在本次實驗中，我們生成了一個80 Gb/s RZ的數(shù)據(jù)串（信號源的脈沖寬度限制了數(shù)據(jù)速率），另外，我們使用帶有65X放大因子的放大器作為泵浦源。其重復(fù)頻率同步于生成數(shù)據(jù)串的10GHz的信號

圖3超快時域放大器的快速眼圖測量

    應(yīng)用三，如圖4所示，瞬態(tài)放大器在其可視窗口（記錄長度）將入射波形拉伸，并且可以對樣品進行直接采樣，而不需要后續(xù)處理或者還原算法。所以它可以在標準探測器和示波器上對帶有成百上千瞬態(tài)波形的很復(fù)雜且超快的波形進行探測和成像。在這個實驗中，我們用任意波形生成器生成了一個40皮秒長的波形。放大器配置有一個520X放大因子，故此放大器能夠用5GHz的示波器來進行相關(guān)探測。

圖4用瞬態(tài)放大器探測任意波形特征

    應(yīng)用四，如圖5所示，使用瞬態(tài)放大器還可以探測由零色散設(shè)備（或通信線路）引起的微小的第三失真。我們用微小 GVD 和 TOD ≈ 0.1 ps³向檢測狀態(tài)下設(shè)備發(fā)射一個0.8皮秒的脈沖。其結(jié)果為脈沖發(fā)生了非對稱失真，而且放大器（放大因子為100X）使得這個脈沖光可以被10GHz示波器探測。

圖5用瞬態(tài)放大器探測第三失真

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