[发明专利]一种超短脉冲激光延时测量装置及方法

说明书

本发明提供了一种超短脉冲激光延时测量装置及方法，以解决现有技术对多束激光脉冲进行延时测量时无法标定零延时位置的技术问题。本发明的测量装置包括第一分束片、待测激光光路单元、参考激光光路单元、第二分束片、光谱调制片以及测量相机；参考激光光路单元设置了延时线；入射激光单元通过第一分束片获得参考激光、第一待测激光和第二待测激光。本发明的方法中第一待测激光和第二待测激光经光谱调制片调制后与一定角度入射的参考激光在测量相机上叠加，再通过延时线对参考激光进行延时处理，直至出现近场干涉图样，通过对比多组近场干涉图样，测量和标定多束超短脉冲激光间的脉冲零延时位置，获得脉冲延时差。

技术领域

本发明涉及激光的测量技术，尤其涉及一种超短脉冲激光延时测量装置及方法。

背景技术

随着超强超短激光技术的发展，对激光器输出功率提出了更高的要求，使其为强场物理、凝聚态物理、化学以及生物医学等学科提供更为先进的研究手段。激光相干组束技术是实现更高功率输出的有效途径之一，如何对多束激光脉冲的延时进行测量及标定是一个十分重要且具有挑战性的研究工作。

对于多束超短脉冲激光，通常使用平衡光学互相关法(BOC)进行延时测量和同步，并且在国际上得到很好的验证。但是在激光相干组束中，各个激光脉冲间的延时在零延时位置才能获得最大的相干组束效率，另外需要同步各个激光脉冲间的相对延时才能获得稳定的相干组束效率。上述测量方法由于受到测量原理的限制，各个激光脉冲间需存在固定的延时差才能实现平衡光学探测，因而无法实现对各个脉冲间零延时位置的标定。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术在对多束激光脉冲进行延时测量时，无法标定零延时位置的技术问题，而提供一种超短脉冲激光延时测量装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

一种超短脉冲激光延时测量装置，其特征在于：包括第一分束片、待测激光光路单元、参考激光光路单元、第二分束片以及测量单元；

平行入射的第一超短脉冲激光和第二超短脉冲激光水平入射至第一分束片；

所述待测激光光路单元包括依次设置在第一分束片反射光路中的第一反射镜、第二反射镜以及第三反射镜；

所述参考激光光路单元包括依次设置在第一分束片透射光路中的第四反射镜、延时线、第五反射镜、扩束系统以及第六反射镜；

所述第二分束片设置在待测激光光路单元和参考激光光路单元的出射光路上；

所述测量单元包括设置在第二分束片出射光路上的光谱调制片以及设置在光谱调制片出射光路上的测量相机；

所述第一超短脉冲激光和第二超短脉冲激光经第一分束片分束，将两束反射光束定义为第一待测激光和第二待测激光，将其中一束透射光束定义为参考激光；

所述第一待测激光和第二待测激光分别依次通过第一反射镜、第二反射镜以及第三反射镜反射，后经第二分束片反射，光谱调制片透射后入射至测量相机；

所述参考激光通过第四反射镜、延时线以及第五反射镜反射，后经扩束系统扩束，第六反射镜反射，第二分束片和光谱调制片透射，入射至测量相机中。

进一步地，所述第一分束片为低群延时色散、厚度小于4mm的窗口片。

进一步地，所述延时线包括平移台、驱动平移台移动的驱动器以及平移台上两块呈90°放置的反射镜。

进一步地，所述驱动器为压电驱动器。

进一步地，所述光谱调制片为陷波滤波片。

进一步地，还包括光学垃圾桶，用于吸收第一超短脉冲激光和第二超短脉冲激光经第一分束片分束后的另一束透射光束。