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超快激光通过窄带带通滤光片之后,光的波列长度会增加吗? 第1页

  

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我们先直观地感受一下,为什么光的时域和频域需要满足不确定性关系

对于一个平面波 ,在频域上它是一个 函数——也就是频率是定值 ,但是在时域上,这个平面波贯穿了整个时域,是无限长的。

但是,如果将 和 之间的平面波叠加在一起再来看的话,你就能直观地看到波在时域的长度明显变短了(一般是使用最高半峰宽 Full Width at Half Max, FWHM来定义的)

比如,下面我使用matlab来生成一系列的情况

假设我所叠加的这些峰,中心频率是 0.01, 我将从0.009到0.011的峰叠加在一起,再绘制出在时域的强度;此时时域宽度大约是381

假如我将从0.005到0.015的峰叠加在一起,可以发现随着在频域中宽度增加,明显在时域中更短了,为75。此时频域变宽了5倍,时域大概是之前的1/5

由此可见,超快激光这类激光,能够在时域中这么短,正是因为各种不同频率的波列叠加在一起的结果。所以,如果你一开始有从0.005-0.015的波列,那么波列长度就是75;当你使用一个窄带带通滤光片使得0.009-0.011的波列通过后,波列长度就会增加至381了。——因为正是因为不同频率的光波进行相干叠加,才导致其在时域变短了。




  

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