[发明专利]一种飞焦级纳秒脉冲激光波形处理方法

摘要

本发明提出一种飞焦级纳秒脉冲激光波形处理方法，过标准探测器采集飞焦级标准激光光源输出微焦量级光束能量为10μJ时，不同脉冲宽度的微焦量级光束，得到飞焦级纳秒脉冲激光能量探测装置的系统输入，同时再通过飞焦级纳秒脉冲激光能量探测装置采集飞焦级标准激光光源输出飞焦量级光束能量在要求范围内的，且对应上述脉冲宽度的飞焦量级光束，得到若干个系统输出U，从而得到若干个传递函数，再对这些传递函数对应的各个系数进行平均，得到最终的传递函数G(s)，最后使用G(s)复原待测飞焦级脉冲激光光源波形。有效地解决了因飞焦级纳秒脉冲激光能量探测装置传递函数未知而造成的时域波形曲线畸变，而导致的能量等参数测量不准确的问题。

主权项

一种飞焦级纳秒脉冲激光波形处理方法，其特征在于：采用以下步骤：步骤1：测量相关输出：采用飞焦级标准激光光源输出两束脉冲激光，分为微焦量级光束和飞焦量级光束；调节飞焦级标准激光光源，使微焦量级光束能量选择为10μJ，脉冲宽度选择K个值Di，i＝1,2,…，K，飞焦级标准激光光源按照选择的能量和脉冲宽度分别输出微焦量级脉冲激光，并采用标准探测器接收K种输出的微焦量级脉冲激光，标准探测器输出K种探测的电压数据，并采用多项式拟合方法拟合标准探测器输出的K种电压数据，得到拟合结果r(ti)，r(ti)为飞焦级标准激光光源在脉冲宽度为Di时的原始输入波形时域表达式，并对拟合结果r(ti)进行拉普拉斯变换得到R(si)，R(si)为飞焦级标准激光光源在脉冲宽度为Di时的原始输入波形频域表达式；调节飞焦级标准激光光源内的标准衰减器，使飞焦级标准激光光源输出的飞焦量级光束能量选择H个值Jj，j＝1,2,…，H,对于每个能量选择值，进行以下过程：飞焦量级光束能量为第j个选择值，脉冲宽度选择K个值Di，i＝1,2,…，K，飞焦级标准激光光源按照选择分别输出飞焦量级脉冲激光，并采用飞焦级纳秒脉冲激光能量探测装置接收K种输出的脉冲激光，飞焦级纳秒脉冲激光能量探测装置输出K种探测的电压数据，并采用多项式拟合方法拟合飞焦级纳秒脉冲激光能量探测装置输出的K种电压数据，得到拟合结果u(ti_j),u(ti_j)为飞焦级标准激光光源输出的飞焦量级脉冲激光能量为Jj、脉冲宽度为Di时，经过飞焦级纳秒脉冲激光能量探测装置后输出波形的时域表达式，并对拟合结果u(ti_j)进行拉普拉斯变换得到U(si_j)；U(si_j)为飞焦级标准激光光源输出的飞焦量级脉冲激光能量为Jj、脉冲宽度为Di时，经过飞焦级纳秒脉冲激光能量探测装置后输出波形的频域表达式；步骤2：计算传递函数：对于飞焦级标准激光光源的每个脉冲宽度值，进行以下过程：若脉冲宽度为第i个选择值Di，则以R(si)为系统输入，以U(si_j)，j＝1,2,…，H，为系统输出，通过公式Gi_j(s)＝U(si_j)/R(si)得到脉冲宽度Di下的H个能量值对应的传递函数Gi_j(s)；取飞焦级纳秒脉冲激光能量探测装置的传递函数为G(s)＝cm·sm+cm‑1·sm‑1+……+c1·s+c0其中s为频率，cm为所有K*H个传递函数Gi_j(s)中的sm项系数的平均值，cm‑1为所有K*H个传递函数Gi_j(s)中的sm‑1项系数的平均值,c1为所有K*H个传递函数Gi_j(s)中的s项系数的平均值,c0为所有K*H个传递函数Gi_j(s)中的常数项的平均值，m为多项式拟合时选择的最高次数；步骤3：波形复原：利用飞焦级纳秒脉冲激光能量探测装置接收待测飞焦级标准激光光源输出的飞焦级脉冲激光，得到电压数据，并采用多项式拟合方法拟合电压数据，得到拟合结果u(ta)，并对拟合结果进行拉普拉斯变换得到U(sa)，利用公式R(sa)＝U(sa)/G(s)得到输入R(sa)，再对R(sa)进行反拉普拉斯变换得到r(ta),r(ta)即为待测飞焦级标准激光光源输出的脉冲激光的波形。