[发明专利]激光脉冲时间功率曲线的测量方法

说明书

一种激光脉冲时间功率曲线的测量系统和测量方法，包括单偏振光纤，光纤合束器，光电转换器，数据采集模块与计算机，并结合时域恢复算法，能精确测量带有幅频调制波形的时间功率曲线。本发明可实现1053nm激光时间功率曲线的远程精确测量，可抑制偏振模色散引起的幅频调制，可去除幅频调制对信号的影响，还原激光脉冲时间功率曲线。可对多个监测点实现远程智能化监测，为ICF高功率激光装置时间波形闭环控制系统提供可靠快速的反馈。本发明具有成本低，效率高，可靠性强的优点。

技术领域

本发明涉及高功率激光，特别是一种激光脉冲时间功率曲线的测量系统和测量方法。

背景技术

惯性约束核聚变(ICF)实验要求高功率激光驱动器对激光脉冲的时间功率曲线有精确的控制能力。为此建立了高功率激光驱动器时间波形闭环控制系统，需要准确获得激光脉冲时间功率曲线，反馈给脉冲整形控制端。激光脉冲的时间功率曲线，在本应用中为相对功率曲线，即时间功率曲线上各点的功率相对关系是确定的，如此脉冲的形状是确定的，时间功率曲线是去除了幅频调制影响的脉冲曲线，因此是一条相对光滑的功率曲线。

由于前端种子源采用的是窄线宽的单频激光源，为了抑制TSBS的产生，以及配合光谱束匀滑技术。将会对激光脉冲进行展宽，在高功率激光装置的各级系统中，由于各种光学元件对展宽之后的激光脉冲的各光谱成分的透过率具有差异性，在脉冲时域波形上会出现幅度调制。这种因为频率调制而产生的幅度调制现象称为幅频调制。

目前尚无针对受幅频调制影响的激光脉冲的高精度时间功率曲线测量方法，主要是就近测量，一台示波器对应一个测量点，通过减小信号传输距离来减少测量误差。然而高速示波器与高速的光电管价格昂贵，而且，现场测试，示波器会容易受到干扰。在测量点较多的情况下，该方法会大大增加测量装置成本。已有的时间波形远程测量技术，如专利《高功率激光器多路光纤采样时间波形测量装置》(申请公布号：CN101782436A)，采用多模石英光纤作为传输光纤。然而该技术适用于高功率波形测量场合，激光脉冲在经过单模光纤、多模光纤或保偏光纤传输之后，会产生偏振模式色散，由于其偏振模耦合与温度和应力带来的模式耦合在传输过程中是随机的，由此引发的幅频调制也具有随机性，所以该技术无法精确测得脉冲时间波形。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种激光脉冲时间功率曲线的测量系统和测量方法，该方法能精确获得受到幅频调制效应影响的激光脉冲时间功率曲线，通过单偏振光纤进行光传输以实现远程测量，通过时域恢复算法复原时间功率曲线。在激光脉冲时间功率曲线远程测量方面具有成本低、效率高、可靠性高的优点。

本发明的技术方案如下：

一种激光脉冲时间功率曲线的测量系统，其特点在于，装置包括N路不同时延的单偏振光纤，光纤合束器，光电转换器，数据采集模块，计算机，以及与该系统匹配的时域恢复算法。

所述的单偏振光纤，其结构可以是领结形单偏振光纤，或熊猫型单偏振光纤。其光纤长度分布在1m至1000m。

所述的N路不同时延单偏振光纤同时需要保证：

1、时延量呈线性增加，间隔为10ns或更高(不超过30ns)。

2、相邻两组单偏振光纤，其时延t_d须大于待测激光脉冲宽度t_w。

所述的不同时延的单偏振光纤输出端连接到所述的光纤合束器输入端。该光纤合束器输出端连接所述光电转换器，光电转换器将信号输入到所述数据采集模块，数据采集模块输出端通过数据传输线与所述的计算机相连。

一种激光脉冲时间功率曲线的测量方法，其特点在于：该方法包括下列步骤：