脉冲整形是通过主动或被动方法对激光脉冲的时间或空间特性进行调制，从而改变其强度、相位、频率等参数的技术。它对激光脉冲特性的影响主要体现在以下几个方面：
1. 时域特性调控
脉冲宽度：通过时域整形（如啁啾调控、脉冲压缩或展宽）可缩短（如CPA技术）或延长脉冲持续时间。例如，利用光栅对补偿色散可实现飞秒级超短脉冲。
脉冲形状：将高斯脉冲整形为平顶脉冲、方波等，以适应特定应用（如材料加工中均匀能量分布）。
时间波形：通过调制器生成复杂波形（如多脉冲序列），用于相干控制化学反应。
2. 频域特性优化
频谱控制：频域整形（如声光调制器或空间光调制器）可选择性增强或抑制特定频率成分，实现窄带滤波或宽带平滑。
相位校正：补偿非线性效应（如自相位调制）导致的频谱畸变，提高光束质量。
3. 空间特性调整
光束轮廓：空间光调制器（SLM）可将高斯光束转为环形、平顶等分布，改善激光与材料的相互作用均匀性。
波前控制：修正像差或主动整形（如自适应光学），提升聚焦性能或实现复杂光场（如涡旋光束）。
4. 峰值功率与能量效率
峰值功率：压缩脉冲宽度可大幅提高峰值功率（如拍瓦级激光系统），适用于强场物理实验。
能量分配：时域整形可优化能量分布（如降低预脉冲），避免目标材料过早等离子体化。
5. 相干性与稳定性
相位一致性：通过整形减少相位噪声，增强脉冲的时域相干性，适用于精密计量或量子操控。
稳定性提升：抑制模式竞争或不稳定性（如锁模激光器中的脉冲抖动）。
6. 非线性效应管理
预补偿非线性效应（如通过预啁啾技术对抗自聚焦），避免传输中的脉冲畸变或光纤中的孤子分裂。
应用场景举例
超快激光：脉冲压缩产生阿秒脉冲用于阿秒科学。
工业加工：平顶光束减少热影响区，提高切割精度。
通信系统：RZ/NRZ码型整形优化光信号传输质量。
关键技术工具
主动调控：空间光调制器（SLM）、声光调制器（AOM）。
被动调控：光栅、棱镜对、滤波片。
脉冲整形的核心在于根据需求平衡各参数（如脉宽、带宽、能量），通常需结合具体光学系统设计。例如，在啁啾脉冲放大（CPA）中，需先展宽脉冲以降低峰值功率（避免损伤放大器），再压缩恢复高强度。