[发明专利]激光脉冲信噪比测试仪

说明书

本发明是一种激光脉冲信噪比的测量仪器，主要用于对红外至紫外波段、亚毫微秒或皮秒宽度的高功率激光脉冲进行信噪比测量。    

已有技术中，Urakami等人申请的美国专利“OpticalWaveform MeasuringDevice”，Patent No.5168164，Date ofPatent：Dec.1，1992是一种采用光对光取样测量光脉冲波形的仪器。如图1所示的是一种光波形测量仪的基本原理框图，它主要包括：取样光脉冲发生器1、光延迟器2、控制单元3、显示器4、电子管5、透射与反射镜片6。由光脉冲发生器1产生取样光脉冲经光延迟器2延迟后通过透射与反射镜片6透射至电子管5的多光子吸收型光电阴极上，电子管5送出光电转换信号至显示器4的纵向扫描端。控制单元3有两路控制输出，一路控制光延迟器2实现对取样脉冲的延时调节，另一路控制显示器4的横向扫描端。透射与反射镜片6既用于透射光延迟器2的输出光，又用于反射被测光20脉冲。透射与反射镜片6的透射光和反射光共线入射至电子管5的光电阴极上。这里的光取样也就是透射与反射镜片6的透射光对透射与反射镜片6的反射光的取样。在此仪器中，取样光的波长和被测光的波长均大于电子管5的光电阴极灵敏度区域的上限波长，以使得电子管5灵敏地实现双光子吸收和单光电子释放过程。取样光脉冲与被测光脉冲时间同步。当光延迟器2受控制单元3控制而有序输出不同时间点的取样脉冲时，被测光脉冲波形在时间上受到取样，获得双光子和单光电子转换。显示器4上将反映被测光的扫描波形。

该测量仪器采用重复频率光对光时间取样，仅用于对重复频率输出的激光脉冲波形进行测量，不能用作测量光脉冲的高信噪比值，更不能用于对单次工作状态下的高功率和极高信噪比的激光脉冲进行信噪比定量测量。

本发明的目的在于针对已有技术中光脉冲波形测量仪在测量激光脉冲信噪比方面的局限性，重新设计一种全自动、高性能高功率激光脉冲信噪比测试仪，以致它能够记录并分析单次输出的激光脉冲中微弱预前噪声脉冲的相对大小。

附图说明：

图1是已有技术光波形测量仪的基本原理框图。

图2是本发明激光脉冲信噪比测试仪示意图。

图3是本发明光电转换门结构图。

图4是本发明峰值保持电路图。

参见图2所示本发明激光脉冲信噪比测试仪示意图。本发明主要包括四个部分：低压直流多路电源7；光电转换与峰值保持系统8、计算机系统9和导光镜片组10。

低压直流多路电源7有三个电压输出：+15V、+5V、-15V。光电转换与峰值保持系统8装配于金属屏蔽盒中，光电转换与峰值保持系统8中包含：五只相同参数的穿心电容11、两只相同的电阻12、两根相同尺寸和相同特性阻抗Z₁的低阻抗微带线13、两只完全相同的光电转换门14、两对相同尺寸和相同特性阻抗Z₂的共面带线15以及两组完全相同的峰值保持电路16。五只穿心电容11均安装于屏蔽盒壁上，引入或导出直流电平并实现盒体内外的高频干扰的隔离。两电阻12的一端共接于A点后通过一只穿心电容11连至电源7的+5伏端。两电阻12的另一端分别与两微带线13一端接于B点和C点。B、C两点并通过两电容11接至计算机系统9接口。两光电转换门14的a端分别接在两微带线13的另一端，b端均接地，即接屏蔽盒体，两c端分别经两对共面带线15分别连至两组保持电路16的输入端。两组保持电路16的+15伏、-15伏电源线分别共接于D点和E点，D、E分别通过两只电容11再接至电源7的+15伏和-15伏输出端。两组电路16的+5伏电源线共接于F点，然后连到A点。两组电路16的输出端和复位线均各自连至计算机系统9的接口端。计算机系统9的外同步触发线21连在作为被测信号20的激光器系统的启动信号上，以便能够实现同步操作。7、8、9的地端共接。

导光镜片组10包括一只45°半反镜17、一只45°全反镜18和一组光衰减片组19。被测光20的脉冲先通过17一半能量反射给19，再准直入射至8中的一只光电转换门14中；另一半能量经17透射到18上，再全反射到8中的另一只光电转换门14上。这前后两只光电转换门分别用于反映主光脉冲和预光脉冲的相对能量幅度情况。