[实用新型]双光路去噪声载波-包络相位测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及超短激光脉冲，是一种用于超短激光脉冲载波—包络相位(Carrier-Envelope Phase，简称为CEP)抖动的精确测量的双光路去噪声载波—包络相位测量装置。

背景技术

激光脉冲不断向更短更强的方向发展，脉冲宽度已经突破飞秒进入阿秒时代。但是，当激光脉冲短到周期量级，电场载波和包络的相位就不能看作是一致的了。要获得更有意义的单个阿秒脉冲，必须使种子激光的CEP稳定在一定的范围内。

目前，国际上大多采用单光路的CEP测量装置来对较大能量低重复率激光脉冲进行测量(参见在先技术[1]Masayuki Kakehata等，“Single-shot measurement of carrier-envelope phase changes by spectralinterferometry”，Optic Letters Vol，26，No.18，1436-1438(2001))。它的方法是超短脉冲射入光子晶体光纤(或白宝石)光谱展宽获得超连续白光。倍频晶体对白光中的低频成分倍频，然后将倍频光与白光的高频成分进行干涉，得到带有CEP信息的干涉条纹，用连接在电脑上的光谱仪记录一段时间内的条纹信息，对条纹信息进行数据处理即可得到这段时间内CEP的抖动情况。具体光路图参见图2，入射光经过凸透镜14聚焦打在白宝石15上，出射的展宽光经过凸透镜16准直，依次射入偏硼酸钡(β-BaB₂O，以下简称为BBO)晶体17和格兰棱镜18，经过倍频和偏振选择完成干涉，最后打到光谱仪12的狭缝中，计算机13与光谱仪12相连，对干涉条纹实时采集。它的光路设计简单紧凑，在不考虑环境影响时，引入的误差较小。但是这种单光路测量技术的缺点在于：

1、由于基频成分和倍频成分是在同一束光中，仅靠转动格兰棱镜调节它们的相对强度，可调节的范围小，调节难度大，相对倍频成分和展宽的成分往往太少，得到的干涉条纹不够清晰。

2、这种测量方法对周围环境的稳定性要求很高，要求光学平台、镜架非常稳定，入射光强的抖动也会引入测量误差，给测量带来困难。

3、当变换波长时，由于无法引入连续变化的光程差，这种单光路的测量方法需要长时间的试验才能找到所需要的条纹。对于可调谐入射光源，如我们所用的可调谐光参量放大(Optical Parametric Amplification，简称为OPA)系统，这种方法的实用性很差。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的问题，提出一种双光路去噪声载波—包络相位测量装置，该装置应具有干涉条纹清晰、测量方便、快捷、准确的特点。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种双光路去噪声载波—包络相位测量装置，特征是其构成包括：沿待测激光束的前进方向上依次是第一透镜、白宝石片、第二透镜和第一分束片，该第一分束片将激光分为透射光束和反射光束，所述的透射光束，经延时器延时后被第二分束片反射；所述的反射光束由第一反射镜反射后经第三透镜、BBO晶体、第四透镜，被第二反射镜反射，透过所述的第二分束片，与该第二分束片的反射光束合并成一束，射入光谱仪的狭缝中，该光谱仪与计算机连接，所述的白宝石片位于第一透镜的焦点，所述的BBO晶体位于所述的第三透镜的焦点后1厘米，所述的第一分束片、第二分束片、第一反射镜和第二反射镜与射入的光束呈45°。

本实用新型的测量原理如下：

采用双光路测量方法，将展宽光分为两束，其中一束的低频成分倍频后与另一束的高频成分干涉，通过转动倍频晶体可以方便地调节两路的相对光强从而得到比较清晰的干涉条纹。在连续变化波长的情况下，通过调节延时器改变两路光的光程差，能够很快地找到的，节省了大量时间。而且通过同时测量两路展宽光的干涉条纹来消除光程抖动引入的误差，在实验上取得了很好的效果。

本实用新型的优点：

1、本实用新型采用双光路，与单光路载波—包络相位测量装置相比，它可以方便的调节相对光强，从而得到清晰的干涉条纹，便于数据处理。

2、本实用新型中两束光的光程差可以由延时器进行调节，方便对不同波长的激光进行测量，更具有实用性和快捷性。

3、本实用新型可以部分消除由于光强抖动所引起的测量误差，更具有准确性。

总之，本实用新型方具有干涉条纹清晰、测量便、快捷、准确的特点。

附图说明

图1为本实用新型双光路去噪声载波—包络相位测量装置结构示意图。

图2为现有的单光路载波包络—相位测量装置示意图。