A high dynamic range signal-to-noise ratio measurement device for ultrashort pulses consists of an aperture, a spectroscope, a first reflector, a first non-linear crystal, a first step reflector, a second step reflector, a second non-linear crystal, an attenuation accumulation unit, a third mirror, an imaging lens, a fourth reflector, a two-dimensional photodetector and an image processing unit. \u3002 The invention realizes large attenuation of high dynamic range signal and array formation, transforms high dynamic one-dimensional cross-correlation signal into low dynamic range two-dimensional cross-correlation signal, and can provide time window 200 ps, dynamic range > 10.
【技术实现步骤摘要】
一种超短脉冲的高动态范围信噪比测量装置
本专利技术专利涉及超短激光脉冲的参数诊断,是一种用于超短脉冲的高动态范围信噪比测量装置。一方面,它基于台阶结构的反射镜,产生时间延迟量100ps的两个子光束;另一方面,它基于衰减累积单元和反射镜的组合式结构进行强度-空间变换,同时实现高动态范围的大倍率衰减和阵列编组,然后在二维空间分布上进行大范围时间窗口的信号采集和处理。
技术介绍
超短脉冲的信噪比是超短超强激光装置中的一项重要参数。随着激光技术的发展,激光焦斑的可聚焦功率密度能够达到1020W/cm2或者更高,其噪声也随之升高。当该聚焦光斑用于等离子体物理、激光与物质相互作用等相关物理实验时,希望前沿噪声的聚焦功率密度小于1012W/cm2,以避免前沿噪声与物质产生预等离子体,影响后续激光主脉冲与物质的相互作用。采用信噪比来评估该项技术指标时,定义为主脉冲的强度与前沿噪声的强度的比值。即要求超短脉冲的信噪比>108。美国罗切斯特大学的ChristohpeDorrer在2008年基于单次互相关原理和法布里-帕罗腔内多次反射原理,提出了脉冲复制的单次信噪比测量方法,时间窗口达到200ps,时间分辨率为6ps,动态范围为106(参见OpticsExpress,Vol.16,No.18,pp:13534)。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的R.C.Shah在2009年基于啁啾脉冲的光谱色散效应,提出了光栅波前倾斜的单次信噪比测量方法,时间窗口达到30ps,时间分辨率为4ps,动态范围为106(参见Eur.Phys.J.D.Vol.55,pp:305)。上海交通大学的Yongzh ...
【技术保护点】
1.一种超短脉冲的高动态范围信噪比测量装置,其特征在于,包括分光光阑(1)、分光镜(2)、第一反射镜(3)、第一非线性晶体(5)、第一台阶反射镜(6)(7)、第二台阶反射镜(8)、第二反射镜(9)、第二非线性晶体(10)、衰减累积单元(12)、第三反射镜(13)、成像透镜(14)、第四反射镜(15)、二维光电探测器(17)和图像处理单元(18);被测脉冲经分光光阑(1)入射到分光镜(2),经该分光镜(2)分为第一反射光和第一透射光,所述的第一透射光经过第一反射镜(3)后,作为诊断脉冲(4),入射到第二非线性晶体(10)上;所述的反射光经过第一非线性晶体(5)转换为扫描脉冲(6),然后依次经过第一台阶反射镜(7)、第二台阶反射镜(8)和第二反射镜(9)后,入射到第二非线性晶体(10)上;所述的诊断脉冲(4)和扫描脉冲(6)以一定夹角同时入射到第二非线性晶体(10)时,产生互相关信号(11),该互相关信号(11)入射到衰减累积单元(12)后,透射光直接穿过成像透镜(14),入射到第四反射镜(15);反射光经过第三反射镜(13)之后,也穿过成像透镜(14)、并入射到第四反射镜(15);经所述 ...
【技术特征摘要】
1.一种超短脉冲的高动态范围信噪比测量装置,其特征在于,包括分光光阑(1)、分光镜(2)、第一反射镜(3)、第一非线性晶体(5)、第一台阶反射镜(6)(7)、第二台阶反射镜(8)、第二反射镜(9)、第二非线性晶体(10)、衰减累积单元(12)、第三反射镜(13)、成像透镜(14)、第四反射镜(15)、二维光电探测器(17)和图像处理单元(18);被测脉冲经分光光阑(1)入射到分光镜(2),经该分光镜(2)分为第一反射光和第一透射光,所述的第一透射光经过第一反射镜(3)后,作为诊断脉冲(4),入射到第二非线性晶体(10)上;所述的反射光经过第一非线性晶体(5)转换为扫描脉冲(6),然后依次经过第一台阶反射镜(7)、第二台阶反射镜(8)和第二反射镜(9)后,入射到第二非线性晶体(10)上;所述的诊断脉冲(4)和扫描脉冲(6)以一定夹角同时入射到第二非线性晶体(10)时,产生互相关信号(11),该互相关信号(11)入射到衰减累积单元(12)后,透射光直接穿过成像透镜(14),入射到第四反射镜(15);反射光经过第三反射镜(13)之后,也穿过成像透镜(14)、并入射到第四反射镜(15);经所述的第四反射镜(15)反射后形成互相关信号阵列(16),进入二维光电探测器(17),经该二维光电探测器(17)转换为电信号后进入图像处理单元(18)中。2.根据权利要求1所述的高动态范围信噪比测量...
【专利技术属性】
技术研发人员:欧阳小平,杨红,杨琳,于健伟,朱宝强,朱健强,
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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