[发明专利]超短脉冲的时间波形和啁啾率的测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种超短脉冲的时间波形和啁啾率的测量装置，其特征在于，包括第一耦合镜(1)、第二耦合镜(2)、分光镜(3)、第一反射镜(4)、第二反射镜(5)、第三反射镜(6)、互相关晶体(7)、二倍频晶体(8)、第四反射镜(9)、第五反射镜(11)、衍射元件(12)、光电探测器(14)和计算机(15)；

上述各部件的位置关系如下：

沿被测超短脉冲方向依次是所述的第一耦合镜(1)、第二耦合镜(2)和分光镜(3)，该分光镜(3)将所述的被测超短脉冲分为反射脉冲和透射脉冲，在所述的反射脉冲方向依次是所述的第一反射镜(4)、第二反射镜(5)、第三反射镜(6)和互相关晶体(7)，在所述的透射脉冲方向依次是所述的二倍频晶体(8)、第四反射镜(9)和互相关晶体(7)，在所述的互相关晶体(7)产生的互相关信号(10)方向依次是所述的第五反射镜(11)、衍射元件(12)和光电探测器(14)，该光电探测器(14)的输出端与所述的计算机(15)的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的超短脉冲的时间波形和啁啾率的测量装置，其特征在于，所述的互相关晶体(7)为非线性晶体，包括BBO、LBO、KDP或YCOB。

3.根据权利要求1所述的超短脉冲的时间波形和啁啾率的测量装置，其特征在于，所述的衍射元件(12)是光栅或棱镜。

4.利用权利要求1-3任一项所述的测量装置进行超短脉冲的时间波形和啁啾率的测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

①利用互相关方法得到互相关信号(10)的前沿和后沿，然后换算为被测脉冲的前沿和后沿，互相关过程的公式如下：

Ix(τ)＝∫I₁(t-τ)I₂(t)dt＝∫I(t-τ)₁I₁²(t)dt(1)

式中，τ为时间延迟，Ix(τ)为互相关信号，I₁(t)为反射脉冲，I₂(t)为透射脉冲；

在小信号转换条件下，互相关信号中的前沿与被测脉冲的前沿在时间位置和强度上具有一一对应的关系，根据互相关信号的宽度Δt_x以及关系式Δt_x＝1.225Δt，得到被测脉冲的脉冲宽度Δt和时间波形；

②在垂直于时间轴的方向上为光谱轴，在光电探测器(14)的光谱轴上得到互相关信号的光谱宽度Δλ_x，然后根据关系式Δλ_x＝Δλ/15.6，得到被测脉冲的脉冲宽度Δλ；

③基于脉冲宽度和光谱宽度的比值计算得到啁啾率，公式如下：

R＝Δt/Δλ。