[发明专利]一种脉冲激光光谱时间分辨测量系统和测量方法

权利要求书

1.一种脉冲激光光谱时间分辨测量系统，其特征在于：

包括同步控制器(10)、色散分光光路、光纤阵列接收器(4)、光电阵列接收转换模块(6)、多个等长度的传输电缆(7)及多通道数据采集模块(8)；

所述光纤阵列接收器(4)包括多个等长度的光纤(5)；所述光电阵列接收转换模块(6)包括与多个等长度的光纤(5)一一对应的多个光电探测单元；

所述同步控制器(10)与脉冲激光光源(1)和多通道数据采集模块(8)连接；

所述色散分光光路设置在脉冲激光光源(1)的出射光路上，输出多个波长的激光脉冲信号；

多个波长的激光脉冲信号经一一对应的多个等长度的光纤(5)传输至一一对应的多个光电探测单元，多个光电探测单元将输入的激光脉冲信号进行光电转换形成多个电学脉冲信号；

多个电学脉冲信号经一一对应的多个等长度的传输电缆(7)传入多通道数据采集模块(8)采集，多通道数据采集模块(8)对多个电学脉冲信号进行A/D转换并存储。

2.根据权利要求1所述的脉冲激光光谱时间分辨测量系统，其特征在于：

还包括与多通道数据采集模块(8)连接的PC机(9)。

3.根据权利要求2所述的脉冲激光光谱时间分辨测量系统，其特征在于：

还包括聚焦透镜(2)，所述聚焦透镜(2)设置在脉冲激光光源(1)出口与色散分光光路入口之间。

4.根据权利要求3所述的脉冲激光光谱时间分辨测量系统，其特征在于：

所述色散分光光路包括依次设置在聚焦透镜(2)出射光路上的入射狭缝(31)、反射镜Ⅰ(32)、光栅(33)、反射镜Ⅱ(34)及光谱标尺(35)。

5.根据权利要求3或4所述的脉冲激光光谱时间分辨测量系统，其特征在于：

所述光纤阵列接收器(4)还包括固定夹具(43)及与多个等长度的光纤(5)一一对应的收集透镜(41)，收集透镜(41)设置在对应的光纤(5)与光谱标尺(35)之间，光纤(5)的光纤端面(42)处于收集透镜(41)焦点处，多个等长度的光纤(5)及收集透镜(41)均依靠固定夹具(43)安装定位。

6.根据权利要求5所述的脉冲激光光谱时间分辨测量系统，其特征在于：

所述聚焦透镜(2)材料为CaF₂，为凸透镜，透镜焦距为1m。

7.一种脉冲激光光谱时间分辨测量方法，其特征在于：

1)同步控制器(10)产生两路控制信号，一路read信号用于控制多通道数据采集模块(8)，另一路Trg信号用于控制脉冲激光光源(1)出光，两路控制信号时间差为△t，△t>0；

2)脉冲激光光源(1)的出射光进入色散分光光路进行分光，产生多个波长的激光脉冲信号；

3)多个波长的激光脉冲信号由一一对应的多个等长度的光纤(5)传导进入光电阵列接收转换模块(6)；

4)光电阵列接收转换模块(6)对多个波长的激光脉冲信号进行光电转换，形成多个电学脉冲信号；

5)多个电学脉冲信号经一一对应的多个等长度的传输电缆(7)传输进入多路数据采集模块(8)，多路数据采集模块(8)对多个电学脉冲信号进行A/D转换对应产生多个通道的电学数字信号，记录并存储多个通道的电学数字信号的时间和幅度信息；

6)对同一通道的电学数字信号的时间信息进行分析，得到与该通道对应的波长的激光脉冲的形成时间和维持时间；

对不同通道的电学数字信号的时间信息进行比较，得到不同波长激光脉冲的时间分辨。

8.根据权利要求7所述的脉冲激光光谱时间分辨测量方法，其特征在于：

步骤5)中多通道数据采集模块(8)采集时长为t_read，t_read＝△t+2×t_pulse，其中t_pulse为激光脉冲宽度。

9.根据权利要求7或8所述的脉冲激光光谱时间分辨测量方法，其特征在于：

步骤5)中多路数据采集模块的采集速率依据多个波长的激光脉冲信号中最短激光脉冲宽度而定。