[发明专利]单次激光信噪比探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种单次激光信噪比探测技术。

背景技术

信噪比是激光器的重要技术指标，对激光应用研究的可靠性具有很大的影响，因此需要对其信噪比进行监测。目前，单次激光脉冲信噪比的测量方法主要有两种：

一种采用高速示波器加硅光电二极管的方法进行直接测量，可测量几百皮秒到几个纳秒光脉冲的信噪比；另一种是采用三阶相关和光参量放大的方法进行间接测量，时间分辨率可达飞秒级。它们具有如下缺点：

1、第一种测量方法的时间分辨率很低，亚纳秒，对于皮秒、飞秒激光脉冲无法探测。

2、第二种测量方法在测量过程中需要考虑到相位匹配的问题，因此光路调试复杂，并且限制了测量激光的光谱范围。

公开号为201348539，公开日为2009-11-18的中国专利公开了一种激光信噪比探测装置，其在信号光的光路上增加了一个单脉冲光延迟器，使得单次光脉冲在空间上按时间顺序展开，经过一个由激光选通的光克尔快门选通后，由CCD或其他的面阵探测器对光脉冲进行探测，获取单脉冲激光主脉冲之前和之后上百皮秒的信噪比，但其还是存在时间分辨率低的问题。

发明内容

为解决现有的单脉冲激光信噪比探测装置时间分辨率低、光路调试复杂的技术问题，本发明提供一种光克尔快门空间扫描取样单次激光信噪比探测装置。

本发明的技术解决方案是：

一种单次激光信噪比探测装置，包括1/4波片、分束镜、扩束器、光克尔介质、光向调节装置、延迟装置、第一偏振器、第二偏振器、第三偏振器、探测器，所述1/4波片及分束镜依次设置于光源的输出光路上，所述分束镜将光源分为快门光及信号光，

所述扩束器设置在信号光的光路上，所述光克尔介质设置在快门光和信号光相交叉的地方，

所述第三偏振器设置在快门光的光路上，所述第一偏振器设置在信号光的光路上，所述第二偏振器设置在通过光克尔介质的信号光的光路上，所述第三偏振器为垂直偏振放置，所述第一偏振器与第三偏振器的偏振方向成45°角，所述第二偏振器与第一偏振器正交放置，

所述光向调节装置用于调节信号光和快门光的传播方向，使其能到达光克尔介质，

所述延迟装置用于调节光程，使信号光和快门光能在光克尔介质内交叉，

其特征在于：

还包括第一缩束器，所述缩束器设置在快门光的光路上，所述快门光经过缩束器后与经过扩束器扩束的信号光在光克尔介质内空间交叉。

还包括第二缩束器，所述第二缩束器设置在光克尔介质和探测器之间的光路上。

上述第一缩束器和第二缩束器均由一个凸透镜和一个凹透镜组成。

上述探测器为CCD或面阵探测器。

上述延迟装置包括依次设置在快门光的光路上的反射镜、棱镜、反射镜以及用于放置棱镜的微位移平台。

本发明的有益效果：

1、时间分辨率高：公开号201348539的专利在信号光的光路上增加了一个单脉冲光延迟器，使得单次光脉冲在空间上按时间顺序展开，是离散的。时间分辨率主要由单脉冲光延时器的步进延时决定，一般是ps量级；图2为其测量曲线图，从图可以看出在时间轴上曲线是有台阶的，每个台阶对应一个时间点。

本发明去掉了信号光光路上的单脉冲延迟器，且在快门光的光路上设置了缩束器，快门光从经过扩束的信号光的一侧传输到另一侧，只有在有快门光时，信号光才能够通过光克尔快门到达探测器，这样就由快门光对信号光进行空间扫描取样，时间上是连续的。时间分辨率主要由材料的光克尔响应和驰豫时间决定，有的材料的光克尔响应和驰豫时间短的可达几十飞秒，图3为其测量曲线图，测量曲线是光滑连续的，比先前的信噪比探测装置的时间分辨率高。

2、信号强：缩束器的设置一方面提高了分辨率，另一方面增强了快门光的强度，使光克尔快门打开的深度更深，穿过光克尔快门的信号光信号更强。

3、调试简单且测量的激光脉冲光谱范围宽：本发明测量系统不受非线性相位匹配的限制，因此光路调试简单且可以对多种不同光谱范围的激光脉冲进行测量，其光谱范围主要由CCD或其他面阵探测器的光谱响应范围来决定。

4、误差小：本发明对单次激光脉冲进行的是直接测量，避免了间接测量过程中引入的误差。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为现有技术的测量曲线图；

图3为本发明的测量曲线图；