脉冲整形是一种通过主动操控激光脉冲的时域或频域特性来改变其波形、相位或强度的技术，广泛应用于超快激光、光学通信、非线性光学等领域。它对激光脉冲特性的影响主要体现在以下几个方面：
1. 时域形状的改变
波形调制：通过时域调制（如电光调制器或声光调制器），可将高斯脉冲整形为平顶脉冲、方波脉冲或其他自定义波形，从而优化特定应用（如材料加工中均匀能量分布）。
脉冲宽度控制：利用色散补偿或时域滤波技术，可压缩或展宽脉冲。例如，啁啾脉冲放大（CPA）中通过展宽和压缩脉冲来避免非线性损伤。
2. 频域特性的调控
光谱相位修正：通过相位调制（如空间光调制器SLM或液晶调制器）补偿色散（如群延迟色散GDD），消除脉冲啁啾，获得接近傅里叶极限的变换受限脉冲。
光谱强度整形：选择性滤波可增强或抑制特定频率成分（如用于光学参量放大中的频谱匹配）。
3. 时间带宽积的优化
脉冲整形可以调整时间带宽积（Δτ·Δν），使其接近理论最小值（变换受限脉冲）或根据需求放宽（如用于非线性频率转换时拓宽光谱）。
4. 脉冲前沿/后沿操控
通过时域整形可精确控制脉冲的上升/下降沿，这对等离子体加速、高次谐波产生（HHG）等需要特定电场轮廓的应用至关重要。
5. 空间时间耦合效应
在超快激光系统中，时空耦合（如脉冲前沿倾斜）可能引入畸变。脉冲整形结合空间光调制可校正这类效应，提升光束质量。
6. 非线性效应的增强或抑制
通过预补偿非线性相位（如自相位调制SPM），可抑制光谱展宽或优化自聚焦效应；复杂波形（如双脉冲）还能调控非线性相互作用效率。
关键技术手段
4f系统：利用光栅对和空间光调制器实现频域调制。
自适应光学：通过反馈算法（如遗传算法）实时优化脉冲形状。
声光/电光调制：直接时域调控连续或脉冲激光。
应用场景举例
超快光学：产生阿秒脉冲需精确相位控制。
量子控制：分子反应路径的相干操控。
光学通信：抑制码间干扰的波形设计。
脉冲整形的核心是通过“设计自由度”实现激光参数与特定需求的精准匹配，其效果取决于调制器的分辨率、算法精度及系统噪声等因素。
