[发明专利]飞秒激光脉冲载波包络相位偏移频率探测装置及方法

权利要求书

1.一种飞秒激光脉冲载波包络相位偏移频率探测装置，其特征在于：

包括依次光纤连接的光纤放大器、压缩光纤(104)、高非线性光纤(105)、倍频装置及光电探测器(109)；

所述光纤放大器用于将接收到的飞秒激光脉冲进行放大；

所述压缩光纤(104)用于将放大后的飞秒激光脉冲进行压缩；

所述高非线性光纤(105)用于将接收到的压缩飞秒激光脉冲展宽为超连续谱信号；

所述倍频装置包括封装套管(110)、依次设置在封装套管(110)内的第一光纤准直器(106)、倍频晶体(107)和第二光纤准直器(108)；所述倍频晶体(107)选用周期极化的掺杂氧化镁的铌酸锂晶体；所述倍频装置用于将超连续谱信号依次进行聚焦、产生倍频、耦合；

所述光电探测器(109)用于将聚焦、产生倍频、耦合后的超连续谱信号转化为待探测的电信号。

2.根据权利要求1所述的飞秒激光脉冲载波包络相位偏移频率探测装置，其特征在于：所述倍频晶体(107)外部设置有适配套管(113)，所述适配套管(113)的内直径大于倍频晶体输入截面对角线0～0.2mm，其外直径小于封装套管(110)内径0～0.2mm，所述适配套管(113)长度与倍频晶体(107)长度相适配；

所述第一光纤准直器(106)和第二光纤准直器(108)的外壳均为圆柱形，且与适配套管(113)具有相同的外径；

所述适配套管(113)的材质为金属或石英或陶瓷，所述封装套管(110)的材质为金属或石英或陶瓷。

3.根据权利要求2所述的飞秒激光脉冲载波包络相位偏移频率探测装置，其特征在于：所述铌酸锂晶体的极化周期取值范围为9～16μm或28～34μm，铌酸锂晶体的长度选取范围是1～10mm。

4.根据权利要求1-3任一所述的飞秒激光脉冲载波包络相位偏移频率探测装置，其特征在于：第一光纤准直器(106)和第二光纤准直器(108)均由光纤与一个梯度折射率透镜组成，或者由光纤与一个或一对非球面镜组成；所述第一光纤准直器(106)和第二光纤准直器(108)的瑞利距离取值范围均为0.17～1.8mm；

所述第一光纤准直器(106)和第二光纤准直器(108)的尾纤均采用保偏传输光纤，保偏传输光纤的长度为1～35mm，用于调节其内部传输信号的色散。

5.根据权利要求4所述的飞秒激光脉冲载波包络相位偏移频率探测装置，其特征在于：所述光纤放大器包括第一泵浦源(111)、第二泵浦源(112)，依次光纤连接的第一波分复用器(100)、第一增益光纤(101)、第二增益光纤(102)和第二波分复用器(103)；

所述光纤放大器的泵浦光由第一泵浦源(111)或第二泵浦源(112)产生，并由第一泵浦源(111)通过第一保偏单模光纤输入至第一波分复用器(100)内，或由第二泵浦源(112)通过第二保偏单模光纤输入至第二波分复用器(103)内；

所述第一增益光纤(101)和第二增益光纤(102)的长度均为500至5000mm，其工作波长附近的色散均为-60～0ps/km/nm，吸收均为5～1000dB/m。

6.根据权利要求5所述的飞秒激光脉冲载波包络相位偏移频率探测装置，其特征在于：所述压缩光纤(104)的色散为18ps/km/nm，用于将飞秒激光脉冲的宽度降低至不大于200fs；高非线性光纤(105)采用光子晶体光纤或采用保偏高非线性光纤，其工作范围内，其截止波长小于1600nm，高非线性光纤(105)的色散曲线上至少有一个点的色散值不小于0ps/km/nm；高非线性光纤(105)的非线性系数不小于5W^-1km^-1，高非线性光纤(105)长度为100～1000mm；

所述光电探测器(109)为光纤耦合的光电探测器，所述光电探测器(109)内光电二极管材料为InGaAs或Si，所述光电探测器的响应带宽不低于10MHz。