[发明专利]一种超短激光脉冲测量装置

说明书

技术领域

本发明属于超短激光脉冲测试技术领域，具体涉及一种超短激光脉冲测量装置。

背景技术

超短激光脉冲的测量目前主要采用FROG、SPIDER及其变种，这些方法需要采用复杂的迭代算法，而基于双延迟的三阶强度相关法是一种可靠的测量技术，恢复脉冲算法简便。名称为《基于三阶相关法的激光脉冲波形测量装置》的实用新型专利（专利号：ZL 2016 2 0734206.1）和名称为《一种超短激光脉冲波形测量装置》的实用新型专利（专利号：ZL 2016 2 0733875.7）公开了一种通过测量双延迟的三阶强度相关信号来获得脉冲波形的方法，但由于倍频光束传输距离较长，由此引起的衍射效应降低了测量结果的时间分辨力。

发明内容

为了克服现有的测量技术在超短激光脉冲测量中时间分辨力有限的不足，本发明提供一种超短激光脉冲测量装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的一种超短激光脉冲测量装置，其特点是，所述的测量装置中，在水平偏振的空间均匀的超短基频激光脉冲入射方向上依次设置分光镜Ⅰ、分光镜Ⅱ；基频激光脉冲通过所述的分光镜Ⅰ分成透射光和反射光，透射光经分光镜Ⅱ再一次分成透射光和反射光；在分光镜Ⅱ的透射光路上依次设置有反射镜Ⅰ、延迟调节器Ⅰ、反射镜Ⅱ、晶体Ⅰ、吸收片Ⅰ；在分光镜Ⅱ的反射光路上设置有反射镜Ⅲ、晶体Ⅰ、吸收片Ⅱ；分光镜Ⅱ的透射光经反射镜Ⅰ反射到延迟调节器Ⅰ上进行光程延迟后投射到反射镜Ⅱ，经反射镜Ⅱ反射的光束经晶体Ⅰ透射后被吸收片Ⅰ吸收；从分光镜Ⅱ反射的光束经反射镜Ⅲ反射后投射到晶体Ⅰ，反射光束经晶体Ⅰ透射后被吸收片Ⅱ吸收；从反射镜Ⅲ反射的光束与从反射镜Ⅱ反射的光束同时投射到晶体Ⅰ上，在这两反射光束重叠区域实现倍频转换，产生的倍频光沿与晶体Ⅰ表面相垂直的方向输出；在晶体Ⅰ输出的倍频光束方向上依次设置导光镜组、晶体Ⅱ、滤波片；所述的倍频光经导光镜组后投射到晶体Ⅱ，倍频光束经晶体Ⅱ透射后被滤波片吸收；在分光镜Ⅰ的反射光路上依次设置有反射镜Ⅳ、反射镜Ⅴ、延迟调节器Ⅱ、反射镜Ⅵ、反射镜Ⅶ、反射镜Ⅷ、晶体Ⅱ、滤波片；从分光镜Ⅰ反射的光束依次经反射镜Ⅳ、反射镜Ⅴ反射后进入延迟调节器Ⅱ进行光程延迟后投射到反射镜Ⅵ，从反射镜Ⅵ反射的基频光束依次经反射镜Ⅶ、反射镜Ⅷ反射后投射到晶体Ⅱ，从反射镜Ⅷ反射的基频光束经晶体Ⅱ透射后被滤波片吸收；从反射镜Ⅷ反射的基频光束与导光镜组出射的倍频光束同时投射晶体Ⅱ上，在所述的基频光束与倍频光束的重叠区域实现三倍频转换，产生的三倍频光沿与晶体Ⅱ表面相垂直的方向输出；在三倍频光束方向上依次设置滤波片、CCD；三倍频光束经滤波片进行滤波和强度衰减后进入CCD；CCD外接计算机，来自CCD的信号最后进入计算机进行数据处理。

所述的导光镜组由四块导光元件构成；在倍频光束传输方向上依次设置有离轴抛物面镜Ⅰ、导光镜Ⅰ、导光镜Ⅱ、离轴抛物面镜Ⅱ；离轴抛物面镜Ⅰ用于将水平入射的平行倍频光束准直成垂直向上的会聚光束，导光镜Ⅰ用于将垂直会聚光束水平反射，水平反射的会聚光束出射方向与入射平行倍频光束垂直，导光镜Ⅱ用于将水平反射的会聚光束垂直向下反射发散，离轴抛物面镜Ⅱ用于将垂直向下的发散光束水平准直，最终出射的平行光束与入射平行倍频光束在同一平面内，所述的平行光束与入射平行倍频光束垂直。

所述的晶体Ⅰ、晶体Ⅱ采用90^o非共线ooe匹配，根据不同的入射激光波长选用不同的晶体材料如BBO、KDP等。

所述的导光镜组构成4f等比例放大成像系统，将晶体Ⅰ的表面成像至晶体Ⅱ的表面，将晶体Ⅰ产生的倍频光束旋转90度，同时将倍频光束由垂直偏振转换为水平偏振。

本发明的有益效果是：

1. 本发明的测量装置结构紧凑，调节方便、成本低，采用两次非线性和频技术获得双延迟三阶相关信号，通过一台CCD就可提取单发次的超短脉冲波形信息。

2. 本发明采用上下正交放置的四块导光元件构成4f成像系统，保证了时间分辨力，提高了装置的紧凑性。

附图说明

图1是本发明的一种超短激光脉冲测量装置光路示意图；

图2是本发明中的导光镜组光路示意图；