激光器谱宽与脉宽的关系

Question

激光器的谱宽就是光谱范围，就是说波长成分。应该可以叫bandwidth或者linewidth，以我的理解激光器的带宽、线宽、谱宽就是一个概念。
脉宽是一个脉冲持续多长时间。按理说二者没有什么关系，但是脉宽不同谱宽确实不同，从时域频域的分析也能看出来。比如说飞秒激光器的脉宽谱宽积基本就是一个常数。如果没法测脉宽，用光谱仪测脉冲激光的谱宽也能反映脉宽大小。与脉宽对应的频域范围跟光谱范围不是一个概念吗？
如果不是一个概念，脉冲激光的谱宽确实比连续激光大。或者可以说短脉冲激光器不可能是单色的，必定会有很大的光谱范围？
这个问题相当纠结啊，求解答。

Answer 1

1、一般情况下，脉宽与谱宽无关：比如说，简单的调Q激光器是利用电光或者声光调Q来产生脉冲的，脉宽一般在ns量级。它的机理是调制激光腔内的损耗，形成关断效应，类似一个水闸，蓄水后泄洪。从这个角度讲，脉宽与谱宽关系不大。
2、之后就是你提到的问题，那个是数学领域的问题，即时间带宽积。一般双曲正割型脉冲的时间带宽积为0.3左右，这是一个极限，即假如谱宽为10GHz情况下，脉宽极限为3ps而不能再压窄。（大致这个意思）但实际情况一般乘积都要大于这个极限。
3、所以说，脉宽与频谱的关系还是主要在超短脉冲范围考虑的一种关系。
另外频域范围就是光谱范围。
4、有什么问题请继续追问
5、请多加分
6、我的团队邀请你了，有兴趣的话加一下~

Answer 2

谱宽与脉宽本质上是没有联系的
短脉冲造成的谱宽展宽是跟工作原理有关，比如需要将小功率的脉冲进行展宽，然后放大，再压缩，形成高功率的短脉冲。过程中会造成脉冲展宽追问

哦，就是说激光器在产生短脉冲的过程中不可避免的会产生较宽的谱宽，是跟激光器的性能和工作机理有关的，是由于技术原因，并不是说脉宽和谱宽在理论上的联系。但是二者的关系反应了激光器的性能。激光器出射的光在使用的过程中脉宽被压缩或者展宽，但是谱宽是不会变的。脉宽的频域分析跟光谱就完全不是一回事了。

追答

可以这么理解吧

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Answer 3

同问，呵呵，请教高手

Answer 4

我想追问一下，可能出现单色的脉冲光吗？不可能的啊，谱宽和脉宽还是有联系的啊，傅里叶变换不是给出来了关系吗