[发明专利]一种基于少层二维材料-光纤复合结构的集成超短脉冲测量装置和测量方法

权利要求书

1.一种基于二维材料的光纤集成超短脉冲测量装置，其特征在于，包括：第一准直光阑(1)、第二准直光阑(2)、分束镜(3)、反射镜(4)、可控延时反射镜(5)、聚焦透镜(6)、非线性二维材料(7)、第一光纤(8)、第一耦合透镜(9)、滤波片(10)、第二耦合透镜(11)、第二光纤(12)、光谱仪(13)、计算机(14)；待测光脉冲经过第一准直光阑(1)和第一准直光阑(2)的中心后，经分束镜(3)分束成两路：一路光经反射镜(4)反射并原路返回回到分束镜(3)上；另一路光经过可控延时反射镜(5)后，也原路返回回到分束镜(3)相同的点上；在此处两路光合束成一路光，经过聚焦透镜(6)汇聚到光纤(7)的端面上，其中端面上附着有非线性二维材料(7)；产生的倍频光信号被第一光纤(8)收集并传播，通过第一光纤(8)和第二光纤(12)之前的光纤耦合装置滤去基频光信号，倍频光信号被耦合进第二光纤(12)并传播到光谱仪(13)中收集记录其光谱信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于二维材料的光纤集成超短脉冲测量装置，其特征在于：所述的光纤耦合装置由第一耦合透镜(9)和第一耦合透镜(11)组成，二者之间装有滤波片(10)，用于滤去基频光信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于二维材料的光纤集成超短脉冲测量装置，其特征在于：所述的可控延时反射镜(5)有电机马达，与计算机(14)相连并被其控制，可在一维方向上线性位移，位移距离与延时Δt相对应。

4.根据权利要求1所述的一种基于二维材料的光纤集成超短脉冲测量装置，其特征在于：所述的光谱仪(13)为具有光纤接口的光纤光谱仪，与计算机(14)相连，其数据被计算机(14)记录。

5.根据权利要求1所述的一种基于二维材料的光纤集成超短脉冲测量装置，其特征在于：第一准直光阑(1)和第二准直光阑(2)用于标定待测脉冲激光的方向，测量装置调试完后，以后的测量过程只需将待测脉冲激光同时经过两个光阑中心即可。

6.根据权利要求1所述的一种基于二维材料的光纤集成超短脉冲测量装置，其特征在于：所述的非线性二维材料(7)包括MoS₂、MoSe₂、WS₂、WSe₂等二维材料，被转移放置在光滑干净的光纤端面上。

7.一种利用权利要求1所述的基于二维材料的光纤集成超短脉冲测量装置对超短脉冲测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1，待测脉冲激光通过第一光阑和第二光阑进行准直，被分束镜分为两路；两路光经过反射镜(4)和可控延时反射镜(5)后原路返回并合束，通过聚焦透镜聚焦到第一光纤的端面上，倍频信号通过光纤被光谱仪收集；

S2，所述的计算机(14)控制可控延时反射镜(5)增加延时Δt，并同时读取和记录光谱仪(13)的数据，重复此步骤，直到两路光脉冲在空间上经历靠近、重叠、分开的过程，采得足够的数据；

S3，采集得到不同时间延时下对应的光谱数据，然后应用FROG的方法进行迭代计算，得到超短脉冲激光复电场的完整表达式。