[发明专利]延时受控无条纹光谱相位干涉脉冲测量方法及其测量装置

摘要

本发明涉及一种超短激光脉冲的测量方法及其测量装置，采用与传统的光谱相位相干电场重构法(SPIDER)不同的光学结构，让一个待测脉冲的复制脉冲同时与两个频率稍有差别的准单色长脉冲进行和频，生成两个频谱剪切的和频脉冲；再通过压电驱动单个反射镜，或使用适当落差的阶梯反射镜，在这两个脉冲之间精确地引入特定的小量延时。这时，它们的干涉光谱将不呈现显著的干涉条纹。结合测得的单个和频脉冲的光谱，可逐点计算待测脉冲的光谱相位差的曲线，进而重构脉冲的光谱相位。该方法运算法则简单直接，准确度高，无需使用傅里叶变换滤波的处理；最重要的是，它能克服传统SPIDER适用范围窄的缺点，能够胜任各种复杂的以及较长的脉冲的测量。

主权项

1、一种利用光谱相位干涉测量超短激光脉冲的方法，其特征是一种延时受控的无条纹的光谱相位干涉法，具体做法是：1)先将一个待测脉冲用分束镜分成两路，一路光束经光栅加直角反射镜将其光谱横向展开，并利用双缝光阑选取出两个频谱稍有差别的准单色长脉冲；另一路光束经潜望镜将偏振旋转90°，作为单一的复制脉冲；2)将这三个脉冲聚焦入射和频晶体的同一位置，可同时产生两个频谱剪切的和频脉冲；并通过压电驱动单个反射镜，或者使用一个落差合适的阶梯反射镜的措施，在这两个和频脉冲之间精确地引入合适的小量延时τ，使ωτ值约等于±π/2，±3π/2，±5π/2的其中之一；这样两个脉冲的干涉光谱D(ω)将不呈现明显的干涉条纹；3)结合测得的单个和频脉冲的光谱D1(ω)和D2(ω)，可直接由公式$\mathrm{\Delta \phi }\left(\omega \right)=\pm {\sin }^{-1}\left\{\right[D\left(\omega \right)-D_1\left(\omega \right)-D_2\left(\omega \right)]/2\sqrt{D_1\left(\omega \right)D_2\left(\omega \right)}\}-a\left(\omega \right)$ ，逐点计算脉冲的光谱相位差Δφ(ω)曲线，最终实现脉冲的重构。