亞皮秒乃至飛秒即超短脈沖技術的發展打開了超短光脈沖在超快現象、極高強光與物質的相互作用、高速光電子器件、光通信和醫學成像等領域的應用空間.王大珩先生曾經指出,和超短脈沖技術相結合的時域全息術可以存儲和復現物體的快速變化過程,以及立體物體的層面,這是全息技術的顯著優點之一.本站討論超短脈沖(超快時域信號)的全息術,主要涉及光脈沖波形的存儲、回訪和非線性濾波的全息處理方法.這些方法有可能產生許多新的應用,如超快脈沖波形匹配濾波和加密的飛秒數據存儲.

　　傳統的全息技術可以稱為空域全息術,廣泛應用于在空間域中存儲和回訪圖像并執行模式識別相關等信號處理操作,信號光束攜帶空間變化的光信息,參考光束通常在空間上均勻的,二者干涉形成一系列條紋,被記錄下來成為全息圖.隨后,用均勻的測試(讀出)光束照明全息圖,依據不同的記錄光路可重構出原始信號光束的實像或共軛像.用攜帶信息的測試光束照明全息圖,可產生測試光束與存儲的信號光束之間的相關與卷積.與之類比,超快時域信號的全息術中信號光束是經過整形的脈沖,信息加載在其光譜上;參考光是具有規則的寬光譜短脈沖.在全息記錄階段,信號脈沖每個譜分量的復振幅與參考脈沖相應的譜分量相干涉,形成一系列干涉條紋并存儲下來.隨后,用短的測試脈沖照明全息圖,依據記錄光路的不同會復現出原始信號脈沖或者其時間反轉(共軛)的信號.同樣,用整形的脈沖照明,會產生測試脈沖與信號波形之間的相關與卷積.

　　在常規的全息術中,兩束寫入光通常來自連續波單色光源,其光譜(光的時間頻譜)可以用函數表征;參考光波一般采用簡單的波面,物光波(或信號光波)在空間受到調制,因而信息承載在其空間頻譜中.在超短脈沖的全息術中,寫入光是納秒、皮秒甚至飛秒級光脈沖的時間序列,脈沖持續時間越短,其時間頻譜越寬.參考光通常采用未經處理的原始脈沖,信號光的光譜經過整形處理.(Spectrally Shaped)或稱移相處理(Spectrally Dephased),因而信息承載于其光譜中.依據不同的全息記錄光路,超短脈沖全息可以分為時域全息和光譜全息兩大類.直接記錄兩束脈沖光的干涉稱為時域全息;用色散元件將脈沖光的光譜展開,記錄參考光和信號光對應的光譜分量的干涉稱為光譜全息.

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