Thorlabs最新推出的PicoLuz超快时域放大器能够测量飞秒波形，能够对带宽大于1THz的无重复信号进行单发取样并且能以1Tb/s的速度生成数字眼图。超快瞬态放大器带有一个外部泵浦源（一个飞秒光纤激光器）和使泵浦重复频率同步于信号重复频率的相应电子设备。在同步状态下，调节入射波形与泵浦脉冲之间的相关延迟，扫描时间透镜的可视窗口并与入射波形进行对比。瞬态放大元件（UTM-1500）包含一个集成的延迟线，其表面连续范围为160皮秒，满足涉及高重复频率信号（大于10 GHz）的应用需求。另外，瞬态放大套件具有大范围可调节光纤至光纤延迟线，可用于连续可调节延迟至4纳秒，此功能应用于信号重复频率小于10 GHz的情况下。图1（a）为PicoLuz超快时域放大器的外观，（b）为其系统构成。

图1（a）超快时域放大器（UTM-1500）

图1（b）超快时域放大器系统构成

该时域放大系统使用基于四波混频非线性光学处理的时间透镜技术对光波进行时域上的展宽或放大。此技术可以在不扭曲自己的时间分布的前提下在时域上拉伸或放大时域波形。使用放大器，通过GHz带宽光学探测器和标准示波器可以测量长（>100 ps）且超快波形，这些波形具有成百上千的亚皮秒瞬态特征。该技术是由Thorlabs公司的战略合作伙伴PicoLuz公司的创始人提出的。

此放大器有很多应用，此处列举4例：

应用一：如图2所示，该超快放大器具有单发取样能力。该波形是由工作于250MHz重复率下的锁模激光器发射两个间隔为2.1皮秒的脉冲组成的。使用15 MHz正弦波驱动的调制器对信号的振幅进行调制。放大器具有250X放大因子，使用250 MHz重复频率的泵浦源，此泵浦源已经与信号同步。使用4 GHz (20 GigaSample/second)实时示波器对放大器的输出进行取样。下图展示了入射波形的11连续快速取样波形轨迹。正如本例所见，在放大系统(本例中使用250 MHz)中，入射光波形的时间透镜图像按泵浦激光器的重复频率不断更新。

图2超快时域放大器的单发取样

应用二，如图3所示，此放大器具有强大的瞬态分辨率，使得眼图的数据测量速度可以达到1Tb/s。在本次实验中，我们生成了一个80 Gb/s RZ的数据串（信号源的脉冲宽度限制了数据速率），另外，我们使用带有65X放大因子的放大器作为泵浦源。其重复频率同步于生成数据串的10GHz的信号

图3超快时域放大器的快速眼图测量

    应用三，如图4所示，瞬态放大器在其可视窗口（记录长度）将入射波形拉伸，并且可以对样品进行直接采样，而不需要后续处理或者还原算法。所以它可以在标准探测器和示波器上对带有成百上千瞬态波形的很复杂且超快的波形进行探测和成像。在这个实验中，我们用任意波形生成器生成了一个40皮秒长的波形。放大器配置有一个520X放大因子，故此放大器能够用5GHz的示波器来进行相关探测。

图4用瞬态放大器探测任意波形特征

    应用四，如图5所示，使用瞬态放大器还可以探测由零色散设备（或通信线路）引起的微小的第三失真。我们用微小 GVD 和 TOD ≈ 0.1 ps³向检测状态下设备发射一个0.8皮秒的脉冲。其结果为脉冲发生了非对称失真，而且放大器（放大因子为100X）使得这个脉冲光可以被10GHz示波器探测。

图5用瞬态放大器探测第三失真

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