[发明专利]超快光场的时空信息获取方法和系统

权利要求书

1.一种超快光场的时空信息获取方法，其特征在于，所述方法包括：

将超快光场信号进行时域放大，得到时域放大信号；包括：将所述超快光场信号进行输入端色散处理，得到色散信号；对所述色散信号施加时域上的周期性二次相位调制，得到调制信号；对所述调制信号进行输出端色散处理，得到所述时域放大信号；其中，所述超快光场信号的时域放大倍数、周期性二次相位调制的周期和单次时域宽度满足如下关系式：

W×M≥T；

式中，M表示时域放大倍数，W表示单次时域宽度，T表示周期性二次相位调制的周期；其中所述时域放大倍数M为：

其中，Φ_in表示输入端色散处理采用的色散参数，Φ_out表示输出端色散处理采用的色散参数；对所述时域放大信号各个空间点位置处进行光谱分光处理，得到多路光信号；

将所述多路光信号分别转换为相应的电信号，得到多个电信号；

根据所述多个电信号获取所述超快光场信号的时空信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个电信号获取所述超快光场信号的时空信息包括：

根据所述多个电信号对应的空间点位置重构所述电信号；

从重构后的电信号中提取所述超快光场信号的时空信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将超快光场信号进行时域放大，得到时域放大信号包括：

将超快光场信号与单频激光信号合束，将合束后的信号进行时域放大，得到时域放大信号。

4.一种超快光场的时空信息获取系统，其特征在于，包括：时空同步放大模块、光谱分光部件、多通道高速光电转换部件和提取终端；

所述时空同步放大模块将超快光场信号进行时域放大，得到时域放大信号；所述时空同步放大模块进一步将所述超快光场信号进行输入端色散处理，得到色散信号；对所述色散信号施加时域上的周期性二次相位调制，得到调制信号；对所述调制信号进行输出端色散处理，得到所述时域放大信号；其中，所述超快光场信号的时域放大倍数、周期性二次相位调制的周期和单次时域宽度满足如下关系式：

W×M≥T；

其中，M表示时域放大倍数，W表示单次时域宽度，T表示周期性二次相位调制的周期；其中所述时域放大倍数M为：

其中，Φ_in表示输入端色散处理采用的色散参数，Φ_out表示输出端色散处理采用的色散参数；所述光谱分光部件将所述时域放大信号进行光谱分光处理，得到多路光信号；

所述多通道高速光电转换部件将各路光信号分别转换为电信号；

所述提取终端从所述电信号中提取所述超快光场信号的时空信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述时空同步放大模块包括输入端色散部件、脉冲光源、泵浦端色散部件、高非线性介质、光学滤波器以及输出端色散部件；

所述输入端色散部件对所述超快光场信号施加色散，形成探测光；所述脉冲光源产生超短脉冲序列作为泵浦脉冲；所述泵浦端色散部件对所述泵浦脉冲施加色散，形成泵浦光；所述高非线性介质为所述探测光和所述泵浦光之间的非线性参量过程提供非线性媒介；所述光学滤波器将所述非线性参量过程产生的闲频光滤出；所述输出端色散部件压缩所述闲频光，得到所述时域放大信号。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，所述光谱分光部件为阵列波导光栅或体全息光栅器件。

7.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，还包括单频激光光源；

所述单频激光光源产生单频激光信号；所述单频激光信号与所述超快光场信号合束；

所述时空同步放大模块将合束后的信号进行时域放大，得到时域放大信号。