超快激光由于其超窄的脉宽，超宽的频谱，超高的峰值功率，已被广泛应用于精准测距、激光微加工、光通信、量子相干调控等领域。脉冲整形技术的出现进一步拓宽了超快激光的应用场景，在许多应用中，需要在高更新率下实现动态的脉冲整形。然而，目前的脉冲整形器是大多是基于液晶空间光调制器（LCSLMs）和数字微反射镜设备（DMDs），其刷新率最高仅为kHz。

在本文中，我们研发了一种一维的高速铌酸锂空间光调制器（LNSLM），其具有128个独立调制通道，调制速度达到1 MHz。基于此LNSLM，我们搭建了一套高速的傅里叶变换型的脉冲整形器，其实验装置如图1所示，其中脉冲的宽度由非线性晶体KDP中产生的倍频信号来表征。图2展示了经过优化前和优化后的脉冲宽度变化，实现了约17倍的脉冲压缩，并且频谱形状几乎没有发生变化。图3展示了所提出的脉冲整形器的高速整形特性，通过高速切换不同优化前和优化后的电压组合，可以观察到倍频信号强弱的快速变化，证明了所提出的脉冲整形器可以实现350 kHz以上的高速整形速率，相比传统的基于LCSLM的脉冲整形器速度提升三个数量级。高速脉冲整形器具有极大的实时动态操作潜力，在显微镜、材料微加工、光通信等方面具有重要意义。

图1 实验装置。

图2 脉冲整形前后脉冲宽度以及频谱对比。

图3 优化电压和随机电压组合以350 kHz刷新率快速切换下SH信号的时间特征。(b) 图(a)中标记区域的SH脉冲序列的放大图。

该成果发表在“Fengchao Ni, Honggen Li, Haigang Liu, Yuanlin Zheng, and Xianfeng Chen, High-speed optical pulse shaping based on programmable lithium niobate spatial light modulator, Optics Letters, 48(4), 884-887 (2023)”。

论文链接：https://doi.org/10.1364/OL.477967