[发明专利]超短激光脉冲多路延时同步测试方法

说明书

一种超短激光脉冲延时同步测试方法，测控装置包括超短脉冲激光器、合束器、在线起偏器、光谱仪、计算机、分束器、n个校准延时器、n个同步延时器和n个待测光路，本发明通过光谱仪可以获得多个带测光路的光谱干涉图，把光谱仪数据导入计算机处理可以获得精确的延时差量。本发明可以检测单次信号或者具备一定重复频率激光信号的延时的变化情况，可以获得高精度的延时差量，有利于实现闭环控制。

技术领域

本发明涉及超短激光，特别是一种超短激光脉冲多路延时同步测试方法。

背景技术

在惯性约束核聚变的大激光装置中，为了满足劳逊条件，需要在极短的时间内用极大的能量轰击靶丸。这就需要使多路多级放大的激光尽量同时到达靶球,各路激光的时间同步程度直接影响了装置的性能和实验的结果。因此有必要对各路脉冲的延时同步情况进行高精度的检测和控制。

过去在高功率激光装置的同步测试中，美国NOVA装置在光束到达靶室前设置Pickoff镜取样，使用条纹相机测量各待测光束与时标光束的差值由此获得各光路之间的延时差，测量精度为10ps。美国国家点火装置(NIF)通过测试高能脉冲打靶时所激发的X光的产生时刻得出各路的延时差，其精度为6ps。神光II使用光电管结合示波器的方法进行测量，但是通过示波器能获得的同步精度也只能达到ps级，不能更精确获得各路的延时差，因此也限制了各路激光之间延时控制的精度。

而光谱仪的精度更高，通过光谱干涉把延时变化转换为干涉光谱的变化，再使用光谱仪检测干涉光谱能够获得更高精度的延时量。在干涉光谱处理方面，以往仅利用干涉光谱的条纹间距获得延时，仅利用干涉光谱条纹间距一个特征进行近似推导，结果为近似值，其准确性受光谱仪分辨率影响很大，延迟越长，误差越大，同时测量范围较小，不利于处理程序的编写，因而实际操作不简便。同时这种方法无法同时测量多路延时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超短激光脉冲多路延时同步测试方法，以获得更高精度的延时量。因为在光谱干涉中，光谱干涉形状对延时差敏感度很高，所以通过光谱干涉就能得到很高精确度的延时差量。本发明解决了以往使用示波器同步精度低的问题，比以往的光谱分析方法更精确，精确测量的范围更大，能同时测量多路延时差。并且用PC控制延制器实时进行高精度的延时控制。

本发明的技术解决方案如下：

一种超短激光脉冲多路延时同步测试方法，其特点在于该测控装置包括超短脉冲激光器、合束器、在线起偏器、光谱仪、计算机、分束器、n个校准延时器、n个同步延时器和n个待测光路，所述的n个校准延时器包括第1校准延时器、第2校准延时器、…、第k校准延时器、…、第n校准延时器，所述的n个同步延时器包括第1同步延时器、第2同步延时器、…、第k同步延时器、…、第n同步延时器，所述的n个待测光路分别对应地包含1个同步延时器，即第1待测光路内含有第1同步延时器，第2待测光路内含有第2同步延时器、…、第k待测光路含第k同步延时器、…、第n待测光路含第n同步延时器，其中n为2以上的正整数；

所述的分束器的输入端与所述的超短脉冲激光器相连，该分束器的n个输出端分别与所述的n个同步延时器的输入端相连，n个同步延时器的输出端连接所述的n个待测光路，所述的n个校准延时器的输出端与所述的合束器的输入端相连，该合束器的输出端经所述的在线起偏器与所述的光谱仪相连，该光谱仪的输出端与所述的计算机相连；

该方法包括如下步骤：

1)在所述的计算机内存有已知第1校准延时器与其余校准延时器的延时差分别为t₁,t₂,...,t_n-1；启动所述的超短脉冲激光器，所述的超短脉冲激光器输出的激光脉冲经所述的分束器的n个输出端分别经n个同步延时器、n个待测光路、n个校准延时器、合束器、起偏器后输入所述的光谱仪，该光谱仪获得光谱干涉数据；

2)所述的光谱仪将所述的光谱干涉数据输入所述的计算机，该计算机对所述的光谱干涉数据按如下步骤处理：