[发明专利]基于高重复频率飞秒脉冲全场信息实时测量系统和方法

说明书

本发明公开了基于高重复频率飞秒脉冲全场信息实时测量系统和方法，所述系统包括第一光学分路部件、振幅调制器、任意波形发生器、第二光学分路部件、超大带宽时域探测光路、色散傅里叶变换光路、数据采集与处理部件；所述第一光学分路部件，用于将待测信号分成N路时域解复用信号；所述振幅调制器与N路时域解复用信号一一对应连接，振幅调制器在每一路时域解复用信号通道中，用于对待测信号进行时域调制，实现时域解复用降频分离；所述第二光学分路部件与降频后的N路时域解复用信号一一对应连接，第二光学分路部件在降频后的每一路时域解复用信号分路中，所述数据采集与处理部件，包括高速光电探测器、高速采样器、处理终端。

技术领域

本发明涉及超快信号测量领域，特别涉及基于高重复频率飞秒脉冲全场信息实时测量系统和方法。

背景技术

随着激光技术的发展，实时测量超快脉冲的全场信息(时域、频域、相位)，已成为超快领域非常重要的研究内容，超快测量技术为超快现象的观测和模拟、激光加工等研究提供了技术支持。

多种超快测量技术逐渐被报道，其中，时域探测技术可将待测脉冲进行时域放大实现超快脉冲实时时域测量(IEEE J.Quantum Elect.30,1951-1963(1994))；色散傅里叶变换技术可将待测脉冲进行时域拉伸，获得待测脉冲信号远场时间信号。另外，色散傅里叶变换技术可以将频域映射到时域上实现超快脉冲实时频域测量(Nat.Photon.11,341-351(2017))。但上述两种方法均无法获得脉冲相位信息，高重复频率脉冲重叠问题仍需解决。

为了实现高重复频率的实时超快测量，本发明提出了一种基于时间拉伸远场方法的智能高重复频率飞秒脉冲实时全场测量技术方法和系统，结合超大带宽时域探测技术和色散傅里叶变换技术，采用Gerchberg-Saxton相位恢复算法，突破传统技术限制实时测量超快脉冲全场信息，在超快测量领域有着广泛的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的问题是实现基于时间拉伸远场方法的智能高重复频率飞秒脉冲实时全场测量技术的方法和系统，突破高重复频率脉冲容易出现脉冲交叠进而导致现有测量技术无法使用的限制，实现全场信息测量。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

基于高重复频率飞秒脉冲全场信息实时测量系统，包括若干个第一光学分路部件、若干个振幅调制器、任意波形发生器、若干个第二光学分路部件、若干个超大带宽时域探测光路、若干个色散傅里叶变换光路、数据采集与处理部件；

所述若干个第一光学分路部件，用于将待测信号RR_S分成N路时域解复用信号；

所述若干个振幅调制器输入端与第一光学分路部件输出的N路时域解复用信号一一对应连接，用于对待测信号进行时域调制，实现时域解复用降频分离；

所述任意波形发生器为所述若干个振幅调制器产生调制信号；

所述若干个第二光学分路部件输入端与所述若干个振幅调制器输出的N路时域解复用信号一一对应连接，每个第二光学分路部件将降频后的每一路时域解复用信号分成两条信号，其中一条信号输入超大带宽时域探测光路，用于对分路脉冲进行小色散量的时域拉伸，另一条信号输入色散傅里叶变换光路，用于对分路脉冲进行大色散量的时域拉伸并将待测信号的频域强度信息映射到时域上，实现时频变换；

所述若干个第二光学分路部件将N路时域解复用信号分成2N条信号；所述若干个超大带宽时域探测光路与其中N条信号一一对应连接，所述若干个色散傅里叶变换光路与另外的N条信号一一对应连接；

所述数据采集与处理部件，包括高速光电探测器、高速采样器、处理终端，用于将超大带宽时域探测光路和色散傅里叶变换光路输出的光信号转换成电信号，并进行实时数据采集与处理。

2.根据权利要求1所述的基于高重复频率飞秒脉冲全场信息实时测量系统，其特征在于：第一光学分路部件和第二光学分路部件均为光耦合器。