[发明专利]光学瞬时频率测量装置

权利要求书

1.一种光学瞬时频率测量装置，包括锁模激光器(1)，其特征在于沿所述的锁模激光器(1)的光输出方向依次是色散元件(2)、电光强度调制器(3)、色散补偿元件(4)、光电转换器(5)和时间间隔测量模块(6)，待探测信号从所述的电光强度调制器(3)的调制端输入，所述的电光强度调制器(3)的带宽w_E大于待探测信号的频率；所述的色散元件(2)引入的色散量D₁与所述的色散补偿元件(4)引入的色散量D₂之和为零，即D₁+D₂＝0

所述的锁模激光器(1)产生周期为T_s的光脉冲序列，该光脉冲序列经所述的色散元件(2)对光脉冲进行拉伸；拉伸后的光信号输入所述的电光强度调制器(3)，在所述的电光强度调制器(3)内经待探测信号强度调制的光信号在输出端输出，再送入色散补偿元件(4)对光信号进行压缩，所述的电光强度调制器(3)输出的未调制分量和信号调制分量分别在时域恢复脉冲形状；该恢复了脉冲形状的光脉冲信号由所述的光电转换器(5)转换为电脉冲信号后，所述的时间间隔测量模块(6)分别测得未调制分量所对应脉冲和信号调制分量所对应的第i对脉冲的时域间隔Δt_i，按下列公式算出待探测信号中与第i对脉冲对应的频率：

其中，c为真空光速，λ为锁模激光器(1)的中心波长，D₂为色散补偿元件引入的色散量。

2.根据权利要求1所述的光学瞬时频率测量装置，其特征在于，所述的色散元件(2)和色散补偿元件(4)可由处于所述的锁模激光器(1)和电光强度调制器(3)之间的第一环形器(2’)、处于所述的电光强度调制器(3)和所述的光电转换器(5)之间的第二环形器(4’)和同时与所述的第一环形器(2’)、第二环形器(4’)分别相连的对称色散模块(7)构成的结构代替，其中对称色散模块(7)会对前后向输入的光信号分别引入对称相反的色散量并反射。

3.根据权利要求1或2所述的光学瞬时频率测量装置，其特征在于，所述的光电转换器(5)和所述的时间间隔测量模块(6)的带宽决定了装置在进行时间间隔测量时，时域脉冲间的最小可分辨时间间隔τ，光电转换器(5)和时间间隔测量模块(6)所组成的电后端的带宽越大，最小可分辨时间间隔τ越小。