[发明专利]一种双延迟三阶相关仪

说明书

本发明公开了一种双延迟三阶相关仪。所述的装置中，被测的水平偏振的空间均匀的方形飞秒基频激光脉冲经过分光镜后分成透射光和反射光，透射光再分成两束，以水平对称角度同时入射到倍频晶体，产生垂直偏振的单次自相关倍频信号，该倍频信号与分光镜的反射光束沿垂直面同时入射到和频晶体上，产生双延迟的三阶强度相关三倍频信号，通过简单的递归算法就可以恢复脉冲时间波形。本发明的双延迟三阶相关仪降低了脉冲恢复算法的复杂性，提高了时间准确度，成本低、结构简单，调节方便。

技术领域

本发明属于超快脉冲激光测试技术领域，具体涉及一种双延迟三阶相关仪。

背景技术

利用双延迟强度三阶相关函数可以准确恢复超快激光脉冲的时间波形，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 20734206.1）、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 20162 0733875.7）和名称为《一种飞秒激光脉冲波形测量装置》的实用新型专利（专利号：ZL2017 2 1273418.7）分别公开了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，倍频光束的空间干涉效应会产生强度调制，增加了脉冲恢复算法的复杂性。

发明内容

为了克服现有的测量技术在超快激光脉冲波形测量中脉冲恢复算法的复杂性的不足，本发明提供一种双延迟三阶相关仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的一种双延迟三阶相关仪，其特点是，所述的测量装置中，在水平偏振的空间均匀的方形飞秒激光脉冲入射方向上设置分光镜Ⅰ；基频激光脉冲通过分光镜Ⅰ分成透射光和反射光。在所述的透射光路上设置分光镜Ⅱ；分光镜Ⅰ的透射光经分光镜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、非线性晶体组件，在分光镜Ⅱ的反射光路上设置有反射镜Ⅲ；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；从分光镜Ⅱ反射的光束经反射镜Ⅲ反射后与从反射镜Ⅱ反射的光束同时投射到非线性晶体组件上进行倍频转换，产生倍频光束。在分光镜Ⅰ的反射光路上依次设置有延迟调节器Ⅱ、导光镜组；分光镜Ⅰ反射的光束经延迟调节器Ⅱ进行光程延迟后投射到导光镜组，从导光镜组出射的光束斜向下投射到非线性晶体组件上，与所述的倍频光束进行三倍频转换，在非线性晶体组件后输出三倍频光束。在非线性晶体组件输出的三倍频光束方向上设置透镜、滤波片、CCD；所述的非线性晶体组件后表面的三倍频光束经透镜聚焦、经滤波片滤除基频和倍频光束后成像到CCD上。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。

所述的非线性晶体组件由两块晶体构成；按顺序依次设置倍频晶体、和频晶体；倍频晶体的光轴沿竖直方向，和频晶体的光轴沿水平方向，和频晶体紧贴在倍频晶体后；从反射镜Ⅱ反射的光束与从反射镜Ⅲ反射的光束沿水平面以位相匹配的对称角度入射到倍频晶体上，所述的两光束在倍频晶体中心相交，在倍频晶体内所述的两光束的重叠区域实现倍频转换，产生的倍频光沿与倍频晶体表面相垂直的方向输出；从倍频晶体出射的倍频光与从导光镜组来的基频光沿垂直面以矢量位相匹配角度同时投射到和频晶体Ⅱ上，所述的两光束在和频晶体Ⅱ中心相交，在两光束重叠区域实现三倍频转换，产生三倍频双延迟三阶相关信号，所述的三阶相关信号光沿和频晶体Ⅱ后表面输出。

所述的导光镜组由上下正交放置的两块导光镜构成；在基频激光脉冲传输方向上依次设置有导光镜Ⅰ、导光镜Ⅱ；导光镜Ⅰ将入射水平光束垂直向上投射，导光镜Ⅱ将所述的垂直向上投射光束斜向下投射；所述的斜向下投射光束与入射水平光束垂直。

所述的倍频晶体Ⅰ、和频晶体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。

本发明的有益效果是：

1. 本发明的双延迟三阶相关仪成本低、结构简单，调节方便，倍频晶体后紧贴和频晶体，消除了倍频光束的空间干涉效应，降低了脉冲恢复算法的复杂性。