[发明专利]一种对种子光信号进行超快时间分辨测量的方法及装置

权利要求书

1. 一种对种子光信号进行超快时间分辨测量的方法，主要包括以下步骤：

(1)由激光脉冲光源产生的超短激光脉冲经过能量调节、准直缩束及空间滤波系统优化选择后，由光学分束系统分成两路，其中一路通过时间延迟控制系统，然后一路通过参量泵浦脉冲频率变换与偏振控制系统和泵浦脉冲耦合系统；另一路通过种子激发脉冲频率变换与偏振控制系统送至种子样品，激发样品产生种子光信号，并由种子光信号收集耦合系统收集；

(2)收集后的种子光信号与泵浦脉冲，以一定匹配角度入射到参量放大系统上，使参量放大系统以线性放大状态对样品种子光信号进行超快放大；

(3)利用参量放大信号探测系统，依次完成信号探测、记录、参比修正，以及对放大种子光信号的超快光谱分析与时间分辨测量处理，给出相应的检测结果；

(4)在参量放大信号处理系统中，通过对时间延迟控制系统的调整，改变种子光信号相对于泵浦脉冲的相对延迟，使二者处在可调节的时间相关状态，重复步骤(3)，得出种子光随时间演化的超快时间分辨测量结果。

2. 如权利要求1所述的一种对种子光信号进行超快时间分辨测量的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，使参量放大系统保持线性放大状态的条件如下：

①入射到参量放大系统的泵浦光强超过能使其产生圆锥辐射的阈值，然后维持这一强度不变；

②调整种子光收集耦合系统的工作状态，使种子光信号沿着圆锥辐射的锥面方向入射到参量放大系统的宽带非线性晶体上；

③通过对种子光信号收集耦合系统状态的调整，使种子光强保持在低光强状态。

3. 如权利要求1所述的一种对种子光信号进行超快时间分辨测量的方法，其特征在于：所述步骤(3)包括如下步骤：

①利用同步探测器与记录单元，同时探测、记录参量放大器输出的放大种子光信号，以及圆锥辐射信号；

②利用得到的信号，对参量放大器输出的放大种子信号进行归一处理，实现参比修正；

③利用同步探测光谱仪的信号分析与计量单元，以及时间延迟控制系统，对放大种子光信号进行超快光谱分析与时间分辨计量处理。

4. 如权利要求2所述的一种对种子光信号进行超快时间分辨测量的方法，其特征在于：所述步骤(3)包括如下步骤：

①利用同步探测器与记录单元，同时探测、记录参量放大器输出的放大种子光信号，以及圆锥辐射信号；

②利用得到的信号，对参量放大器输出的放大种子信号进行归一处理，实现参比修正；

③利用同步探测光谱仪的信号分析与计量单元，以及时间延迟控制系统，对放大种子光信号进行超快光谱分析与时间分辨计量处理。

5. 如权利要求1或2或3或4所述的一种对种子光信号进行超快时间分辨测量的方法，其特征在于：采用直接探测法或闲频光探测法之一对参量放大器输出的放大信号进行探测与记录。

6. 如权利要求1或2或3或4或5所述的一种对种子光信号进行超快时间分辨测量的方法，其特征在于：所述的信号检测分析，是通过参量放大信号探测系统和参量放大信号处理系统完成对参放输出信号的同步探测与记录、参比修正处理，以及对放大种子光信号的高精度光谱探测与超快时间分辨力计量；

所述的参量放大信号探测系统通过激光信号耦合部件与参量放大输出相接，用于同步探测、记录参量放大器输出的放大种子信号光谱和未被放大种子信号光谱覆盖区域的圆锥辐射光谱；

所述的参量放大信号处理系统，用于参比修正处理，其输入、输出端通过自己的接口电路，分别与所述参量放大信号探测系统的输出端及光学延迟系统的输入端连接。

7. 如权利要求1～6所述的一种对种子光信号进行超快时间分辨测量的方法，其特征在于：所述参量放大信号探测系统对于光谱探测的方式的记录方法为下列方法之一：

(1)双路光谱仪同步记录的方式：采用双路硬件同步光纤光谱仪或成像光谱仪+CCD，一路记录经参量放大信号光谱，另一路记录未被种子光覆盖处的圆锥辐射光谱，作为参比实时修正的输入信息；

(2)简化的同步记录方式：用单路光谱仪记录参量放大信号光谱，利用圆锥辐射光谱进行统一参比修正。