激光系统及用于产生激光脉冲的方法与流程

本发明的实施例涉及一种激光系统以及一种用于产生具有确定的载波包络偏移的激光脉冲的方法。因此，这些实施例与激光技术有关。

背景技术：

1、载波包络偏移稳定锁模激光器通常用于频域或时域光谱学。特别是，在中红外(mir)光谱区域(包含大多数特征旋转振动分子跃迁的区域)中运行的频率梳(comb)是光谱应用的有用光源。通过开发具有主动稳定的载波包络相位的高功率飞秒激光器，并将其输出进行后续非线性转换为更长的波长范围,以产生相位稳定的mir辐射(参见muraviev等人的massively parallel sensing of trace molecules and their isotopologues withbroadband subharmonic mid-infrared frequency combs,nature photon.,12,209–214(2018))。掺杂有cr的ii-vi激光器的超宽带发射光谱集中在2.3μm附近，特别适合基于光纤泵浦激光系统在mir中产生频率梳(参见s.vasilyev等人的octave-spanning cr:znsfemtosecond laser with intrinsic nonlinear interferometry,optica 6,126-127(2019))。然而，由于输出相对强度噪声的降低，与光纤泵浦激光系统相比，使用直接二极管泵浦掺杂有cr的ii-vi激光器来产生频率梳有望获得更好的锁定性能(参见n.nagl等人的directly diode-pumped,kerr-lens mode-locked,few-cycle cr:znse oscillator,optics express,27,24445(2019))。

2、通常，频率梳的生成需要稳定驱动激光源的载波包络偏移频率(ceo)，这通常是一项艰巨的任务，可以使用干涉技术来执行。例如，在us10886690b2中描述了一种基于掺杂有cr的ii-vi激光器用于检测ceo的方法，根据该方法，利用非线性激光介质内部产生的激光输出的光谐波来产生拍频(beat notes)。然而，这种解决方案受到拍频的信噪比值的限制，当在激光放大器晶体中产生时，在100khz的分辨率带宽下，只有明显超过30db(参见s.vasilyev等人的middle-ir frequency comb based on cr:zns laser,opt.express27,35079-35087(2019))。30db的阈值是通常的基准值，高于该值通常可以确保稳定的锁相。

3、根据其他常规方法，特别是用于在短于2μm的波长下运作的激光器，通常采用涉及f-2f干涉测量仪的干涉测量配置(参见h.r.telle等人的carrier-envelope offset phasecontrol:a novel concept for absolute optical frequency measurement andultrashort pulse generation,appl.phys.b 69,327-332(1999))。这种方法基于两个光谱分量之间的差拍(beating)，其中一个来自原始光谱，另一个是通过非线性介质中原始光谱的倍频产生的。因此，这种方法需要至少在光学倍频程上延伸的超宽带光谱，使得非线性生成的频率分量可以在光谱上与原始分量重叠并产生拍频。

4、对于与放大器系统相比具有较低峰值功率的传统振荡器输出，通常通过使用光波导(例如光纤)在以空间受限的方式传播时以非线性方式展宽脉冲的光谱来实现达到这种光谱范围(参见n.nagl、k.f.mak、q.wang、v.pervak、f.krausz和o.pronin的efficientfemtosecond mid-infrared generation based on a cr:zns oscillator and step-index fluoride fibers,opt.lett.44,2390-2393(2019))。然而，这种波导通常具有非常小的孔径，大约为几微米，因此，入射光束指向的微小波动将导致耦合到波导中的光量不同，最终影响光谱展宽的程度及其稳定性。此外，光与波导的耦合效率通常限制在70％以下，从而导致不希望的功率损耗。此外，非线性光纤内部的传播可能导致强烈的相位失真，因此二次谐波和基波可能不会在时间上重叠。在这种情况下，需要额外的延迟补偿，这会带来复杂性和噪声。

5、vasilyev sergey等人：“2-cycle cr:zns laser with intrinsic nonlinearinterferometry”，laser congress2019(assl,lac,ls&c),1january 2019(2019-01-01),pages 1-2描述了一种激光系统，该激光系统具有发射峰值功率为0.5mw的激光脉冲的cr：zns激光振荡器和用于放大振荡器发射的激光脉冲的cr：zns放大器。进一步说明，多晶cr：zns的非线性特性可以同时放大、光谱展宽和非线性脉冲压缩，以及产生光谐波。因此，所有这些步骤都在相同的放大器晶体中执行。

6、vasilyev sergey等人：“progress in cr and fe doped zns/se mid-ir cw andfemtosecond lasers”，proceedings of spie；[proceedings of spie issn 0277-786xvolume 10524],spie,us,vol.10193,8 may 2017(2017-05-08),pages 101930u-101930u描述了一种发射峰值功率为1mw的激光脉冲的cr：zns激光系统。

7、vasilyev sergey等人：“kerr-iens mode-locked cr:zns oscillator reachesthe spectral span of an optical octave”，optics express,vol.29,no.2,14january2021(2021-01-14),page 2458描述了一个cr：zns振荡器，其谐振器长度约为1.9m以及其重复频率约为79mhz。

8、jp 2002 171015a描述了一种多通道装置，该装置构成了谐振器的一部分，用于多次来回反射激光束以增加光束路径长度，但保持紧凑的外部尺寸。

技术实现思路

1、因此，希望提供在mir光谱范围内产生激光脉冲的解决方案，该激光脉冲具有确定的载波包络偏移，在2μm左右的波长范围内或更长的波长处具有高稳定性和低噪声。这些解决方案应允许高重复频率、低技术复杂性和低制造成本。

2、解决方案由具有独立权利要求特征的实施例提供。可选实施例是从属权利要求的主题和描述。

3、一个实施例涉及用于产生具有确定载波包络偏移ceo的激光脉冲的激光系统。该激光系统包括基于掺杂有cr的ii-vi的激光振荡器系统，该激光振荡器系统具有谐振腔，其中该激光振荡器系统适于从谐振腔发射峰值功率至少为0.75mw的激光脉冲。该激光系统还包括非线性光学元件，其用于对照射到非线性光学元件上的发射的激光脉冲的至少一部分进行光谱展宽，以向激光脉冲提供倍频程(octave-spanning)的光谱分量。此外，激光系统包括倍频元件，当将光谱展宽的激光脉冲照射到倍频元件上时，用于产生光谱展宽的激光脉冲的至少一部分倍频程光谱分量的二次谐波光谱分量，使得二次谐波光谱分量的一部分与激光脉冲的其余的倍频程光谱分量的一部分在光谱上重叠。此外，激光系统包括f-2f干涉测量设备，用于产生至少一部分重叠的光谱分量的差拍信号，这些重叠的光谱分量离开倍频元件并在f-2f干涉设备上相互干扰，并用于根据差拍信号确定和/或控制发射的激光脉冲的ceo。

4、另一个实施例涉及一种用于产生具有确定载波包络偏移ceo的激光脉冲的方法。该方法包括提供峰值功率至少为0.75mw的激光脉冲和1.8μm至2.4μm范围内的光谱分量，该激光脉冲从激光振荡器系统的谐振腔发射。该方法还包括对激光脉冲进行光谱展宽，例如为激光脉冲提供倍频程光谱分量，并在倍频元件中产生光谱展宽的激光脉冲的至少一部分倍频程光谱分量的二次谐波光谱分量，使得二次谐波光谱分量的一部分在光谱上与激光脉冲的其余的倍频程光谱分量的一部分在光谱上重叠。此外，该方法包括产生至少一部分重叠的光谱分量的差拍信号，重叠的光谱分量离开倍频元件并在f-2f干涉测量设备上相互干扰，并根据差拍信号确定和/或控制发射激光脉冲的ceo。

5、载波包络偏移可以在时域和/或频域中确定和/或控制。在时域中，载波包络偏移由载波包络偏移相位(ceo相位)表示，也称为载波包络相位(cep)。cep是载波和包络之间的相位偏移，即光波振幅的时间演变。光波的振幅可以是电场的振幅，也可以是光波功率的振幅，它们在同一时间点具有最大值。如果载波的局部最大值在时间上与电场的最大振幅重合，则载波包络偏移量定义为零。振荡相位相对于最大电场的偏移导致非零cep。由于cep是相位，因此与角度有关，因此其数量通常以弧度表示。在频域中，ceo由载波包络偏移频率(ceo频率，fceo)决定。ceo频率fceo的数量通常以赫兹为单位。例如，ceo频率fceo可能在0hz和激光振荡器系统的重复频率之间变化。将ceo频率fceo稳定到0hz会导致cep稳定到固定值，即cep不会随激光脉冲而变化。同样，将ceo频率fceo稳定在等于激光振荡器频率frep的重复频率的频率上，导致不同激光脉冲的cep相同。然而，未受控制的ceo频率fceo或ceo频率fceo被稳定到不同于0hz和重复频率frep的频率将导致cep随脉冲变化。因此，将ceo频率fceo控制到特定值(不等于0和重复频率)将导致cep具有确定的波动，并且仅将ceo频率fceo稳定到0或重复频率frep会导致恒定的cep。另一方面，在时域中将ceo控制到特定的cep的结果是ceo频率必然是稳定的。对于某些应用，控制ceo可能需要将cep稳定到预定值，而对于其他应用，控制ceo频率fceo可能就足够和/或有利。

6、确定ceo意味着ceo是已知的，在使用激光脉冲时可能会被考虑在内。因此，在一些实施例中，ceo可以被控制并且例如被设定在预定值。在一些其它实施例中，ceo可以被测量，并且ceo的任何波动都可以在激光脉冲的应用中被考虑在内。

7、激光振荡器系统是一种激光振荡器，在谐振腔内的增益介质内提供激光活动。激光振荡器系统不包括从谐振腔外耦合后激光脉冲的任何外部放大。激光振荡器系统可以包括外部泵浦装置，例如泵浦激光器，其中泵浦激光器可以是激光振荡器系统的一部分，也可以与激光振荡器系统分开设置。例如，激光振荡器系统可以通过发光二极管和/或激光二极管提供的辐射直接对二极管进行泵浦。

8、基于掺杂有cr的ii-vi的激光振荡器系统是一种具有掺杂有cr的ii-vi增益介质的激光振荡器系统。掺杂有cr的ii-vi增益介质包括掺杂有cr原子的ii-vi体介质。ii-vi介质由元素周期表第2主族和第6主族的化学元素组成。ii-vi介质可包括掺杂有cr的ii-vi晶体。在一些可选的实施方式中，基于掺杂有cr的ii-vi的激光振荡器系统包括增益介质，该增益介质包括掺杂有cr的zns和/或掺杂有cr的znse，或者该增益介质由掺杂有cr的zns和/或掺杂有cr的znse组成。然而，根据其他实施方案，可以使用不同的ii-vi材料。掺杂有cr的ii-vi增益介质允许激光活动具有从约1.8μm到约3.0μm的宽光谱范围，因此非常适合在mir光谱范围内产生激光脉冲，特别是用于在mir光谱范围内产生飞秒激光脉冲。然而，可以替代地或附加地使用一种或多种其他增益介质，只要它们适合于在支持飞秒脉冲持续时间的mir光谱范围内产生激光脉冲。

9、从激光振荡器系统的谐振腔发射的激光脉冲具有0.75mw峰值功率，这意味着具有所述峰值功率的激光脉冲可以仅由激光振荡器系统提供，而无需任何额外的外部放大(例如外部放大器级)。例如，激光振荡器系统可能具有50mhz或更低的重复频率，以提供峰值功率为0.75mw或更高的激光脉冲。

10、从谐振腔发射的1.8μm至2.4μm范围内的光谱分量意味着从谐振腔发射的辐射在光谱上至少覆盖了1.8μm至2.4μm范围的一部分。光谱分量可以覆盖从1.8μm到2.4μm的整个范围或所述范围的一部分。具有1.8μm至2.4μm范围内光谱分量的激光脉冲进一步不排除激光脉冲可能具有1.8μm至2.4μm范围之外的进一步光谱分量，例如具有更长和/或更短波长的光谱分量。

11、非线性光学元件是具有非零非线性折射率的光学元件。特别地，非线性光学元件可以具有二阶折射率n2，适合于基于激光脉冲的非线性光学应用。例如，二阶折射率n2可以至少为10-15cm2/w，以便执行所需的非线性光学应用，例如通过自相位调制和/或多波混合进行光谱展宽。

12、具有倍频程光谱分量的光谱展宽激光脉冲意味着光谱展宽的激光脉冲的光谱至少从第一频率延伸到第二频率，其中第二频率是第一频率的两倍。在整个公开中，光谱被认为延伸到某个频率，在该频率下，光谱强度等于最大光谱强度的0.001倍。换句话说，激光脉冲的光谱被认为延伸到一个波长或频率，在该波长或频率下，光谱强度与最大光谱强度相比衰减了30db，即1.000倍。

13、倍频元件是一种非线性光学元件，适用于和/或优化用于激光脉冲的二次谐波光谱分量的非线性光学生成。倍频元件可以相对于材料和/或切割角度和/或厚度进行优化，以实现通过倍频元件传播的激光脉冲的光谱分量转换为二次谐波光谱分量，其频率是激光脉冲的基本光谱分量的两倍。

14、二次谐波光谱分量与激光脉冲剩余的倍频程光谱分量的一部分在光谱上重叠，这意味着特定的波长范围和频率范围被激光脉冲的基本光谱分量以及产生的二次谐波光谱分量所覆盖。

15、f-2f干涉测量设备是一种允许生成和检测激光脉冲的至少一部分空间和时间重叠(基本)的光谱分量和二次谐波光谱分量的差拍信号的装置。f-2f干涉测量设备不需要两个单独的干涉测量仪臂。取而代之的是，f-2f干涉测量设备可以进行调整，使得激光脉冲的基本光谱分量和二次谐波光谱分量在同一个干涉测量仪臂中传播。f-2f干涉测量仪可以包括检测器，其用于检测至少产生差拍信号的重叠光谱分量，该差拍信号作为可以由电路和/或电子电路评估的电信号。例如，差拍，特别是差拍信号的频率，可能取决于激光脉冲的ceo。特别地，差拍信号的频率可以对应于fceo的频率。差拍信号的频率可能在射频范围内。

16、实施例提供的优点是，具有确定载波包络偏移(ceo)的激光脉冲可以在具有低噪声的中红外(mir)中产生，即不表现出ceo波动或在低水平上表现出ceo波动。具体地，根据实施例的激光系统可以表现出200mrad或更低的ceo相位噪声(积分在1hz和1mhz之间)，任选100mrad或更低、任选50mrad或更低、任选甚至30mrad或更低。通过使用峰值功率至少为0.75mw的基于掺杂有cr的ii-vi激光振荡器系统发出的激光脉冲，这尤其有利于这一点。由于激光振荡器系统发射的激光脉冲具有高峰值功率，因此激光脉冲可以直接用于生成倍频程光谱分量和倍频，而无需除了激光振荡器系统之外的额外外部激光放大。因此，实施例不需要外部激光放大器级，这样可以避免额外的噪声源和ceo波动。此外，由于不需要额外的激光放大器级，因此用于产生具有确定的ceo的激光脉冲的激光系统的复杂性、空间扩展和制造成本可以保持在较低水平。特别是由于mir的光谱波长范围，该激光系统可能会为成本敏感环境和/或需要激光系统小空间扩展的环境中的光谱应用开辟ceo稳定激光脉冲的新应用。

17、特别是，当使用直接二极管泵浦锁模的掺杂有cr的ii-vi的激光振荡器系统时，可以实现低噪声水平、紧凑的尺寸和较低的制造成本。

18、此外，实施例提供的优点是，特别是由于直接由激光振荡器系统提供的激光脉冲的高峰值功率，因此无需使用光波导(通常具有1厘米或更长的长度)来实现获得倍频程光谱分量所需的光谱展宽。取而代之的是，可以使用厚度小于1cm的块状非线性光学元件，其光损耗低于光波导。这提供了进一步的优点，即实施例不一定要求对波导的光程长度的差异进行补偿，而这些差异通常源于这种波导的高光色散。传统上使用波导进行光谱展宽需要将基本光谱分量和二次谐波光谱分量分成两个独立的干涉测量仪臂，以对源自光色散引起的不同光程长度进行补偿，然后重新组合它们以产生差拍信号。然而，传统系统的这种缺点也可以通过实施例来避免，因为实施例不需要光波导来实现所需的光谱展宽。因此，实施例可以仅提供f-2f干涉测量仪的单个相互干涉测量仪臂，用于基本光谱分量和二次谐波光谱分量，这允许将复杂性保持在较低水平，并避免由于不同干涉测量仪臂引起的差拍信号的额外噪声。因此，实施例允许实现ceo的高稳定性和/或ceo的确定。一些实施例提供的优点是，ceo可以稳定，使得ceo的总变化低至200mrad或更低，即在1hz至1mhz范围内积分的稳定ceo频率的积分相位噪声为200mrad或更低。可选地，积分相位噪声可以是100mrad或更低、可选为50mrad或更低、可选为30mrad或更低。

19、此外，由于用于光谱展宽的非线性光学元件和倍频元件作为单独的元件提供，本公开提供了光谱展宽过程和倍频过程可以相互独立优化的优点。换言之，可以优化用于光谱展宽的非线性光学元件以产生高效的光谱展宽，而可以优化倍频元件以产生光谱展宽激光脉冲的高效倍频。这允许在激光振荡器系统中实现指定的高峰值功率，而无需额外的外部放大，这可能会不利于ceo的稳定性。此外，用于光谱展宽的非线性光学元件以及倍频元件可以与激光振荡器系统中的增益介质分开，即在用于光谱展宽的非线性光学元件和倍频元件中没有激光脉冲的放大。这允许独立优化激光振荡器系统中激光放大的增益，而不受光谱展宽和倍频的影响，反之亦然。

20、在一些可选的实施例中，离开倍频元件的重叠二次谐波光谱分量与残余的基本光谱分量沿共同的光学路径共线和时间重叠传播。换言之，激光脉冲的基本光谱分量和二次谐波光谱分量不会分成两个不同的干涉测量仪臂。这样可以将噪声(即差拍信号的可能波动以及ceo频率的可能波动)保持在非常低的水平。因此，这可以进一步提高激光脉冲对其ceo的稳定性。

21、在一些可选的实施例中，差拍信号仅由二次谐波光谱分量的干扰重叠光谱分量和经过倍频元件后剩余的激光脉冲的倍频程光谱分量产生。换言之，无需分离激光束来提供基本激光脉冲的单独部分，以产生二次谐波光谱分量，也无需为f-2f干涉测量设备提供基本光束以产生差拍信号。取而代之的是，二次谐波光谱分量产生后剩余的基本激光脉冲可用于产生差拍信号。这使得噪音保持在非常低的水平。因此，这可以进一步提高激光脉冲对其ceo的稳定性。

22、在一些可选的实施例中，激光系统还包括光谱滤波元件，用于在产生差拍信号之前对重叠的光谱分量进行光谱滤波。在一些具体实施方式中，光谱滤波元件可以包括或由光谱带通滤波器组成。这可以减少和/或避免光谱分量对差拍信号的产生无贡献的可能影响。因此，这可能会进一步降低噪音。

23、在一些可选的实施例中，控制发射的激光脉冲的ceo包括调整激光振荡器系统，使其发射具有预定ceo的激光脉冲。例如，在一些可选的实施例中，调整激光振荡器系统可以包括调整谐振腔的内部色散和/或调节用于泵浦激光振荡器系统的增益介质的泵浦功率和/或调节谐振腔的内部光损耗。这为有效控制激光脉冲的ceo提供了方法。例如，谐振器的内部光损耗可以使用谐振腔内的声光调制器进行控制。

24、在一些任选的实施方式中，控制ceo包括将ceo稳定到预定的ceo，即稳定到预定的ceo频率和/或预定的cep。例如，可以对ceo进行控制，使ceo频率为零或接近于零。这提供了激光脉冲的波形可以以周期性或恒定的方式稳定化的优点，即波形的脉冲间波动可以减少或最小化。此外，可以控制cep，使cep为零或接近于零。这可能提供了在时间包络的最大值处可以获得最大电场振幅的优点。然而，根据其它任选实施例，ceo可以被控制，使其在非零的ceo频率和/或cep下稳定。对于某些应用，具有恒定的ceo频率和/或恒定的cep可能是有利的，而ceo频率和/或cep的特定值并不重要。将ceo稳定在非零频率/相位角可以减少此类应用的技术工作量。根据其它任选的实施例，ceo可以被控制为不是静态的，而是以预定的方式变化的。这可能有利于涉及不同ceo频率的应用。

25、在一些可选的实施例中，用于光谱展宽的非线性光学元件的厚度为1mm或更小。这可能提供的优势是，在非线性光学元件的光谱展宽后，可以保持激光脉冲光束轮廓的高质量，即可以保持接近1.2的高光束质量因子m2。如果仅将光谱展宽的激光脉冲的一部分用于确定和/或控制ceo，而另一部分光谱展宽的激光脉冲用于预期应用，例如实验、光谱、医疗和/或加工应用，这可能特别有利。此外，这可以增加辐射相干性，从而实现差拍信号的更好信噪比。然而，根据其它实施方式，可以选择较厚的非线性光学元件以增强光谱展宽。例如、可以选择1mm到2mm之间的厚度。

26、在一些可选的实施方式中，用于光谱展宽的非线性光学元件包含或由金红石型tio2组成。包含tio2或由tio2组成的非线性光学元件具有约10-14cm2/w的高非线性折射率n2(对于金红石晶体结构)，并且对于中红外光谱范围内的激光脉冲具有合适的透明度。特别地，非线性光学元件因此可以包含或由金红石组成。这可以为掺杂有cr的ii-vi激光振荡器系统发射的激光脉冲的光谱展宽提供有利的特性，该系统的中心波长在约1.8μm至2.6μm的范围内，朝向较短的波长，即在低于激光振荡器系统发射的激光脉冲的基本波长光谱的光谱范围内。例如，tio2，特别是基于金红石的非线性光学元件可用于将激光脉冲的光谱展宽到低至约1.2μm的波长(相对于最大光谱功率分布衰减30db)。此外，tio2，特别是基于金红石的非线性光学元件可以提供光谱展宽，以进一步进入mir光谱范围的更长波长。

27、在一些可选的实施方式中，基于掺杂有cr的ii-vi的激光振荡器系统可以包括构成谐振腔一部分的成像单元，其中，成像单元适于将增益介质处的腔内激光束的光斑尺寸与谐振腔的腔内长度解耦，并且其中谐振腔和成像单元适于使得激光振荡器系统以50mhz或更低的重复频率发射激光脉冲。因此、成像单元是一种光学配置，其用于延长谐振腔的长度(也称为腔内长度)，从而降低激光振荡器系统发射的激光脉冲的重复频率。成像单元可以适于对腔内激光束进行成像，例如至少在某种程度上保持腔内激光束的横向模式和/或光束轮廓。成像单元可以包括透射式光学元件，例如一个或多个光学透镜，和/或反射光学元件，例如平面和/或曲面镜。成像单元可以集成到谐振腔中。在一些具体实施方式中，成像单元可以包括谐振腔的至少一个端面镜。这允许促进成像单元集成到谐振腔中，并可以方便地调整谐振器长度，从而调整激光振荡器系统的重复频率。成像单元可以调整为，当调整成像单元的长度并相应地调整谐振器的长度时，包括在成像系统中的谐振器腔的端面镜的成像平面的位置保持不变。这样，对于通过成像单元进行的不同长度调整，激光辐射在谐振腔中，特别是在增益介质处的模式的空间特性可以保持恒定。因此，成像允许降低激光振荡器系统的重复频率，这可能导致每个激光脉冲的能量更高，因此比具有更高重复频率的传统激光振荡器系统具有更高的峰值功率。因此，在谐振腔中提供成像单元可以实现直接从掺杂有cr的ii-vi激光振荡器系统发射具有峰值功率为0.75mw或更高的激光脉冲，而无需进一步放大。

28、成像单元可以包括谐振腔的端面镜之一。此外，成像单元可以适于将包含在成像单元中的谐振腔的端面镜成像到成像平面。这可以允许在通过成像单元调整谐振腔的长度时保持成像平面与谐振器腔的另一端面镜的距离不变。因此，这允许完全解耦谐振腔中激光辐射的模式大小，特别是对于由成像单元调整的不同谐振器长度，增益介质上的激光束或激光脉冲的大小。

29、以50mhz或更低的重复频率发射激光脉冲的激光振荡器系统意味着激光振荡器系统以脉冲模式运行，例如在锁模操作中，其中激光振荡器系统发射激光脉冲的频率为50mhz或更低。因此，两个连续发射的激光脉冲之间的时间距离约为20ns或更长。

30、在一些可选实施例中，激光振荡器系统适于发射脉冲持续时间为40fs的fwhm或更短的激光脉冲。这允许在中等脉冲能量下实现0.75mw或更高的峰值功率。此外，40fs或更短的脉冲持续时间允许有效驱动非线性光学过程，例如光谱展宽和/或多波混合应用。

31、在一些可选实施例中，激光系统被适于使得在100khz的射频分辨率带宽下测量的差拍信号具有40db或更高的信噪比。这尤其可以通过减少和/或避免噪声来实现，如上述实施例所述。特别是，避免使用外部激光放大级和/或避免在f-2f干涉测量仪上使用单独的干涉测量仪臂，可以降低噪声，并在100khz的射频分辨率带宽下实现40db或更高的信噪比。这使得激光脉冲有利于对ceo的微小变化敏感的各种应用。这对于达到ceo的稳定性可能特别有利，使得ceo频率的积分相位噪声为30mrad或更低。

32、本领域技术人员可以理解，上述特征和以下描述和附图中的特征不仅公开在明确公开的实施例及其组合中公开，而且其他技术上可行的组合以及隔离的特征也由公开组成。在下文中，参照附图对几个任选实施例和具体实施例进行说明，而不限制本发明所描述的实施例。