[实用新型]一种高功率超短激光脉冲对比度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于超短激光脉冲测试技术领域，具体涉及一种高功率超短激光脉冲对比度测量装置。

背景技术

在超短强激光脉冲与物质相互作用过程中，聚焦的预脉冲强度如果达到一定的数值会产生等离子体，阻止后续主脉冲的传输，严重影响对实验结果的分析，脉冲对比度成为制约物理实验和激光装置性能提升的主要瓶颈。目前超短脉冲对比度测量主要采用三阶相关法。名称为“高功率超短激光脉冲对比度测量装置”的中国实用新型专利（专利号：ZL 200720077677.0）公开了一种通过非共线谐波转换获得三阶相关信号的脉冲对比度测量方法，由于采用平板玻璃多次透射分光的方法，只能获得脉冲波形上几个特定时间点的对比度信息；名称为“单发次超短激光脉冲对比度测量装置”的中国发明专利（专利号：ZL2009 1 0263670.1）公开了一种对产生的三阶相关信号进行主脉冲与预脉冲分区测量的方法获得对比度信息；名称为“一种单发次超短激光脉冲对比度测量装置”的中国实用新型专利（专利号：ZL2010 2 0293190.8）公开了一种采用级联的方法分别获得主脉冲与预脉冲的三阶相关信号，利用各自的探测器分别测量主相关信号与边沿相关信号的方法完成单次超短激光脉冲对比度测量。这些测量装置采用了两次和频过程获得相关信号，导致被测脉冲利用率低，难以获得更高对比度的相关信号，限制了测量装置的动态范围。

发明内容

为了克服现有技术中的测量装置在超短激光脉冲对比度测量中的由于脉冲利用率低导致动态范围窄的不足，本实用新型提供一种高功率超短激光脉冲对比度测量装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型的高功率超短激光脉冲对比度测量装置，其特点是，所述的测量装置中，在高功率超短激光脉冲入射方向上依次设置半波片、扩束镜、分束镜Ⅰ。入射脉冲光依次进入半波片、扩束镜、分束镜Ⅰ，经分束镜Ⅰ分成透射光和反射光，在分束镜Ⅰ的透射光路上设置有延迟调节器，在分束镜Ⅰ的反射光路上依次设置有凸透镜Ⅰ、限幅器、凸透镜Ⅱ；所述的分束镜Ⅰ的反射光经凸透镜Ⅰ会聚到限幅器上，从限幅器反射的光经凸透镜Ⅱ后变为平行光，与分束镜Ⅰ的透射光并行进入和频晶体，产生倍频光，所述的倍频光沿和频晶体端面垂直出射。在和频晶体后依次设置光阑、柱状凸透镜、分束镜Ⅱ；在分束镜Ⅱ的反射光路上依次设置挡片Ⅰ、衰减片Ⅰ、CCDⅠ；在分束镜Ⅱ的透射光路上设置分束镜Ⅲ；在分束镜Ⅲ的反射光路上依次设置挡片Ⅱ、衰减片Ⅱ、CCDⅡ；在分束镜Ⅲ的透射光路上依次设置挡片Ⅲ、衰减片Ⅲ、CCDⅢ。从和频晶体出射的倍频光经柱状凸透镜会聚后被分束镜Ⅱ分成强度相等的透射光和反射光，反射光经挡片Ⅰ后透射到光束水平方向的左边区域，再经衰减片Ⅰ衰减后在柱状凸透镜焦面处被CCDⅠ接收。所述的分束镜Ⅱ的透射光经分束镜Ⅲ分成强度相等的透射光和反射光，反射光经挡片Ⅱ后透射到光束水平方向的右边区域，再经衰减片Ⅱ衰减后在柱状凸透镜焦面处被CCDⅡ接收；透射光经挡片Ⅲ后透射到光束水平方向的中间区域，再经衰减片Ⅲ衰减后在柱状凸透镜焦面处被CCDⅢ接收。

所述的CCDⅠ、CCDⅡ、CCDⅢ置于柱状凸透镜的焦面处，分别用于接收沿水平方向的左、中、右三个区域的倍频信号。

所述的限幅器设置在凸透镜Ⅰ和凸透镜Ⅱ构成的准直系统的共同焦面处。限幅器既可以设置于真空中，也可以设置在空气中。

所述的和频晶体采用90度非共线Ⅰ类位相匹配。根据不同的入射波长选用不同的和频晶体材料，参与和频的入射光既可以是宽光束，也可以是线光束。

所述的限幅器为固体或装入透明容器内的液体。

本实用新型的高功率超短激光脉冲对比度测量装置的原理是：被测激光脉冲经扩束镜扩束后分成两路，一路经延迟调节器进行光程延迟，另一路经透镜会聚后照射到限幅器上，低强度的预脉冲透射出去，高强度的脉冲在限幅器上产生等离子体，一旦等离子体密度超过临界电子密度时，等离子体层瞬间变为非透明介质，入射激光脉冲被截断，反射主脉冲，获得比被测激光脉冲干净的反射脉冲，反射脉冲经透镜准直为平行光，同经光学延迟器来的被测光束一起按产生相关信号所需的角度方向入射到和频晶体实现非共轴谐波转换，和频晶体内产生的二次谐波脉冲为互相关信号，实现将入射脉冲的时间强度分布信息转换为空间强度分布信息；将输出的二次谐波脉冲光束沿空间水平方向分成左、中、右三个相等区域，分别进入各自的CCD进行各区域的相关信号测试，获得超短激光脉冲对比度信息。

本实用新型的高功率超短激光脉冲对比度测量装置的有益效果是：