[发明专利]光学放大高动态范围纳秒窗口信噪比测量装置

权利要求书

1.一种光学放大高动态范围纳秒窗口信噪比测量装置，其特征在于，包括第一耦合镜(1)、第二耦合镜(2)、由缩束主透镜(3)和缩束负透镜(4)组成缩束单元、半波片(5)、第一分光镜(6)、第一衰减片(7)、第一测量透镜(8)、第一探测器(9)、组合式晶体(10)、第二分光镜(11)、第二衰减片(12)、第二测量透镜(13)、第二探测器(14)、第三分光镜(15)、反射镜(16)、第三测量透镜(17)、第三探测器(18)、第四测量透镜(19)、光纤耦合器(20)、传输光纤(21)、光学放大器(22)、第四探测器(23)、高速示波器(24)和数据处理单元(25)；

待测脉冲依次经所述的第一耦合镜(1)、第二耦合镜(2)、缩束单元和半波片(5)后入射到第一分光镜(6)，经第一分光镜(6)的透射部分依次经第一衰减片(7)和第一测量透镜(8)，进入第一探测器(9)，用于主脉冲的测量；经第一分光镜(6)的反射部分经组合式晶体(10)入射到第二分光镜(11)，经第二分光镜(11)的透射部分依次经第二衰减片(12)和第二测量透镜(13)后，进入第二探测器(14)，用于主脉冲之前的较大噪声的测量；经第二分光镜(11)的反射部分经第三分光镜(15)分为反射部分和透射部分，所述反射部分依次经反射镜(16)和第三测量透镜(17)，进入第三探测器(18)，用于主脉冲之前的较小噪声的测量；经所述的透射部分依次经过第四测量透镜(19)、光纤耦合器(20)、传输光纤(21)和光学放大器(22)，进入第四探测器(23)，用于主脉冲之前的微弱噪声的测量；第一探测器(9)、第二探测器(14)、第三探测器(18)和第四探测器(23)的输出信号，分别传输到高速示波器(24)中并转换为数字信号，最后进入数据处理单元(25)。

2.根据权利要求1所述的一种光学放大高动态范围纳秒窗口信噪比测量装置，其特征在于所述的光学放大器(22)增益倍率为1000倍，用于提升第四探测器(23)的灵敏度和极限测量能力，从而提供了测量装置的高动态范围向下扩展的可行性。

3.根据权利要求1所述的一种光学放大高动态范围纳秒窗口信噪比测量装置，其特征在于所述的缩束单元、半波片(5)以及组合式晶体(10)，用于保证第二探测器(14)、第三探测器(18)和第四探测器(23)在高功率激光脉冲(1.7×10⁹W@1.7mJ@1ps)作用下正常工作而不损坏，从而提供了测量装置的高动态范围向上扩展的可行性。

4.根据权利要求1所述的一种光学放大高动态范围纳秒窗口信噪比测量装置，其特征在于所述的第一探测器(9)、第二探测器(14)、第三探测器(18)和第四探测器(23)能够分别实现(10⁹,10¹²)、(10⁶,10⁹)、(10³,10⁶)、(10⁰,10³)的动态范围测量，从而通过集中采集和分析处理能够同时实现10¹²的准确完备的高动态范围测量。

5.根据权利要求1所述的一种光学放大高动态范围纳秒窗口信噪比测量装置，其特征在于所述的光学放大器(22)为光纤放大器、棒状放大器或片状放大器

6.根据权利要求1所述的一种光学放大高动态范围纳秒窗口信噪比测量装置，其特征在于所述的第一分光镜、第二分光镜为透射率T≤0.1％的分光镜。

7.根据权利要求1所述的一种光学放大高动态范围纳秒窗口信噪比测量装置，其特征在于所述的第三分光镜为反射率R＝50％±20％的分光镜。

8.根据权利要求1所述的一种光学放大高动态范围纳秒窗口信噪比测量装置，其特征在于所述的反射镜为反射率≥95％的反射镜。

9.根据权利要求1所述的一种光学放大高动态范围纳秒窗口信噪比测量装置，其特征在于所述的组合式晶体为针对皮秒和飞秒脉冲的BBO、LBO、LNO₃、KDP、DKDP、KTP、YCOB非线性晶体或者针对纳秒脉冲的电光开关。