[发明专利]一种智能高重复频率飞秒脉冲实时全场测量方法和系统

权利要求书

1.一种智能高重复频率飞秒脉冲实时全场测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、待测信号被光学分路部件分成n路时域解复用信号；

B、每路时域解复用信号通过一个高速光电振幅调制器对脉冲簇在时域上进行解复用的降频分离，脉冲重复频率均变为待测信号的1/n；

C、经过降频后的每一路时域解复用信号经过一个第二光耦合器分成两条信号，其中一条信号通过小色散量部件进行时域拉伸；另一条信号通过大色散量部件进行时频转换，将待测信号的频域信息映射到时域上；

D、通过高速信号采集部件实时采集小色散量部件拉伸后的待测信号时域强度信息和大色散量部件时频转换后的待测信号频域包络信息；

E、数据处理部件对采集得的待测信号时域强度信息和待测信号频域包络信息，给定初始相位，采用Gerchberg-Saxton算法不断地迭代以达到收敛，得到待测信号的强度、相位在时域和频域的信息，从而实现高重复频率飞秒脉冲的全场信息实时测量。

2.根据权利要求1所述的一种智能高重复频率飞秒脉冲实时全场测量方法，其特征在于，所述待测信号为具有重复频率RR_S的飞秒脉冲待测信号。

3.根据权利要求1所述的一种智能高重复频率飞秒脉冲实时全场测量方法，其特征在于，高速光电振幅调制器通过任意波形发生器调制，产生重复频率为RR_S/n、持续时间远大于待测信号单个脉冲持续时间的方波信号。

4.根据权利要求3所述的一种智能高重复频率飞秒脉冲实时全场测量方法，其特征在于，后一个高速光电振幅调制器的方波信号较前一个高速光电振幅调制器的方波信号时间延迟1/RR_S。

5.实现权利要求1～4任一项所述的一种智能高重复频率飞秒脉冲实时全场测量方法的系统，其特征在于，包括光学分路部件、任意波形发生器、n个高速光电振幅调制器、n个第二光耦合器、n个小色散部件、n个大色散部件、高速信号采集部件、数据处理部件；

所述光学分路部件包括若干个第一光耦合器，用于将待测信号分成n路脉冲；

所述任意波形发生器为所述n个高速光电振幅调制器产生调制信号；

所述n路脉冲与n个高速光电振幅调制器一一对应连接，用于对待测信号进行时域调制，实现时域解复用降频分离，形成n路时域解复用信号；

所述n路时域解复用信号与n个光耦合器一一对应连接，用于将每一路时域解复用信号再分成两条信号，其中一条信号通过小色散量部件进行时域拉伸，另一条信号通过大色散量部件进行时频转换，将待测信号的频域信息映射到时域上；n路时域解复用信号共形成2n条信号；

所述n个小色散部件与n条信号一一对应连接；所述n个大色散部件与另外n条信号一一对应连接；

所述高速信号采集部件包括高速光电探测器和高速示波器，用于将2n条信号的光信号转换成电信号，并进行实时数据采集；

所述数据处理部件为计算机设备，用于将所采集的信息进行分析处理。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述n个小色散部件和n个大色散部件均为色散光纤。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，每个小色散部件色散量为D₁，每个大色散部件色散量为D₂，其中|D₂||D₁|。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，每个大色散部件的色散量D₂满足以下远场衍射条件：

其中，l为色散光纤的长度，τ₀为待测脉冲的脉宽，β₂为大色散光纤的二阶色散系数，λ₀为待测脉冲的光谱宽度，c为真空光速。