[发明专利]高功率激光器多路光纤采样时间波形测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及高功率激光器时间波形测量，尤其是一种高功率激光器 多路光纤采样时间波形测量装置。

背景技术

惯性约束聚变(ICF)的研究和发展对驱动激光及其诊断系统提出了 十分严格的要求。黑腔靶内靶球温度的均匀性、超热电子的产生与驱动 激光的宏观参数(能量、束数、排布方式)及细致参数密切相关。细致参 数中最重要的一个指标是各路激光的功率平衡。功率平衡的内容包括各 路光束脉冲的能量平衡、波形一致等。目前，对于脉宽为纳秒量级的驱 动激光，其时间特性的测量还仅限于现有测量设备：光电探测器将光信 号转化为电信号、一个示波器通道对应一个测量点的诊断。由于高时间 分辨率的测量设备，如高速数字示波器，价格昂贵，而且高功率激光装 置参数诊断系统中测量点多且各测量点距离较远，如果每个测量点对应 一套测量装置，不仅成本高昂，而且增加了系统的复杂性，不便于系统 的维护和实时多路测量。

发明内容

本发明的主要任务是克服多个采集点带来的测量成本的提高和系统 的复杂性，提供一种高功率激光器多路光纤采样时间波形测量装置，该 装置测量高功率激光时间波形应具有经济、简洁、高效的特点。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：

一种高功率激光器多路光纤采样时间波形测量装置，特点在于其构 成包括：

高速数字示波器和待测的高功率激光器；

由第一光电探测器通过第一电缆接所述的高速数字示波器的第一输 入端构成外触发线路；

在所述的待测的高功率激光器的多个待测点设置采样光路形成多路 采样光路：每路采样光路由依次连接的取样镜、光衰减器、耦合装置和 采样光纤构成；

所述的多路采样光路的采样光纤与光纤合束器的输入端相连，该光 纤合束器的输出端与第二光电探测器相连，该第二光电探测器的输出端 经第二电缆与所述的高速数字示波器的第二输入端相连。

所述的耦合装置的构成包括伽利略望远镜和显微物镜，该伽利略望 远镜的长焦距的凸透镜和短焦距的凹透镜分别置于两个四维调节架上， 用带显微物镜架和采样光纤端面固定装置的五维调整架夹持所述的显微 物镜和采样光纤并置于一个带光纤夹具的五维光纤耦合架上，所述显微 物镜数值孔径小于采样光纤的数值孔径。

所述的采样光纤是多模石英光纤。

所述采样光纤的长度依次增加，以保证各路光纤传输的光信号在达 到所述的光纤合束器的时间相互隔开。

所述的取样镜用是取待测点信号光的一部分来测量，而且保证测量 光路不会对高功率激光器本身的光路造成干扰。

所述的光衰减器用来衰减信号光以同时保证：

1、将信号光能量衰减到小于光脉冲在光纤中非线性传输的阈值；

2、光纤合束器输出的光信号能量大于光电探测器的线性响应阈值。

所述的耦合装置是将空间光耦合到光纤的耦合装置用以将测量点的 光信号耦合到采样光纤中去；对应于各个测量点的光纤长度依次增大， 经采样光纤传输后的各路光脉冲在时间上拉开相应的间隔；所述的光纤 合束器将各路光纤中的信号合并到一路光纤中输出；第二光电探测器探 测光纤合束器中输出的待测信号，第一光电探测器探测高功率激光器的 触发信号；所述的光电探测器将光信号转变为电信号后通过相应的电缆， 将电信号送入所述的高速数字示波器。该高速数字示波器的第二输入端 接收合成后的信号，在该示波器的界面上同时显示多个测量点的激光脉 冲的时间波形。

本发明的技术效果：

本发明采用的外触发方式，可以减小激光装置各个电源系统所产生 的高频电磁辐射对高速数字示波器工作的干扰。