一種利用基波信息測量可調諧雷射超短脈衝的測量裝置的製作方法

2024-01-25 09:43:15 1

專利名稱：一種利用基波信息測量可調諧雷射超短脈衝的測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於雷射參數測量技術領域。
自從超短雷射脈衝誕生之後，對其脈寬的測量方法和測量裝置的研究也同樣受到關注。目前，光脈衝的寬度已從皮秒(10-12秒)進入飛秒(10-15秒)量級。加之鈦寶石鎖模雷射器的出現，已得到了可調諧飛沙雷射輸出。對如此短的時間寬度迄今還沒有一種探測器和顯示器能做出實時的響應。所以人們一直採用間接的相關測量法，即二次諧波法。這種方法的基本原理是利用傳統的麥可遜幹涉儀將被測脈衝分成兩束，然後讓它們相關且倍頻，最後測量它們的二次諧波強度相關信號。
圖3是現有技術中一種用二次諧波法測量單脈衝的裝置。所採用的各個元器件分別是柱透鏡8、柱透鏡9、分束器10、楔形片11、平面反射鏡12、楔形片13、平面反射鏡14、柱透鏡15、倍頻晶體16、波光片17、CCD器件18和計算機19。
圖3所示的測量裝置存在著一些不足。第一，該方法在擴束、聚焦、延遲、倍頻等環節均有色散介質，而對於超短脈衝應儘量減少通過色散介質的厚度。第二，由於匹配的要求，倍頻晶體只能適用於一種波長的雷射，而對於可調諧的多雷射波長不適用。
本實用新型的目的是克服現有技術中的上述不足，研製一種能夠應用於可調諧飛秒脈衝雷射的測量裝置，而且要儘可能減少色散介質的厚度。


圖1是本實用新型的原理示意圖，其中有柱面凸反射鏡1、柱面凹反射鏡2、分束器3、光柵4、平面反射鏡5、CCD器件6、計算機7。
在進行測量時，待測光脈衝人射到柱面鏡1，反射到柱面鏡2，再反射到分束器3，至此光束分作兩路。
圖2表示光束進入分束器後的光束走向，其中Ai表示經柱面鏡2反射後的光束，Br表示經分束器3反射的光束，Cr表示經光柵4反射的光束，Dt表示經分束器透射的光束，Et表示經分束器透射的光束，Fr表示經反射鏡5反射的光束，Gr表示經分束器反射的光束。
本實用新型的技術特徵是透射光束Dt和反射光束Gr相關後直接進入CCD器件6，光束Dt和光束Gr所形成的幹涉相關圖樣被CCD器件6接收，計算機7讀取CCD器件6獲得的數據，由該數據計算基波幹涉相關曲線的等值寬度，即與脈衝二次諧波強度相關曲線半寬度相等的時間寬度。
本實用新型的基本思想是利用基波的相關信息。因基波不存在倍頻晶體的匹配角問題。一旦從基波獲得了脈寬的信息，可調諧問題便迎刃而解。我們在理論和實驗研究中發現，賴以測量脈寬的二次諧波強度相關曲線是由二次諧波幹涉相關曲線平均得到的，而後者與倍頻前的基波幹涉相關曲線一一對應。用計算機採集並處理基波相關信號的數據，然後進行曲線擬合，從而得到脈衝寬度。
本實用新型的積極效果在於，由於直接採用基波信息，勿需聚焦、倍頻和濾波，因此信噪比高，不受波長的限制，適應於可調諧超短雷射單脈衝和序列脈衝的測量。又由於採用反射元件，最大限度地排除了由色散介質引起的測量誤差。
權利要求1.一種利用基波信息測量可調諧超短雷射脈衝的測量裝置，該裝置由柱面凸反射鏡[1]、柱面凹反射鏡[2]、分束器[3]、光柵[4]、平面反射鏡[5]、CCD器件[6]和計算機[7]組成。其特徵是透射光束Dt和反射光束Gr直接進入CCD器件[6]，光束Dt和光束Gr所形成的幹涉相關圖樣被CCD器件[6]同步記錄其空間光強分布，計算機[7]讀取並處理由CCD[6]獲得的數據，由該數據計算基波相關曲線的等值寬度。
專利摘要一種利用基波信息測量可調諧超短雷射脈衝的測量裝置。本實用新型屬於雷射參數測量技術領域。它避免了二次諧波相關法的聚焦、倍頻、濾波等環節,其信噪比高,色散介質少,適用於可調諧超短雷射脈衝的測量,其特徵是將基波幹涉相關圖樣用CCD接收,並由計算機處理,最後得出待測脈寬。
文檔編號G01J11/00GK2295999SQ9620387
公開日1998年10月28日 申請日期1996年2月6日 優先權日1996年2月6日
發明者龔正烈, 黃正義, 詹仰欽, 程曉曼, 蔣振平, 夏秀蘭 申請人:天津理工學院