本实用新型专利技术公开了一种基于三阶相关法的激光脉冲波形测量装置。被测的平行激光束经过分光镜后将光变成透射光和反射光，透射光经半透半反镜再一次分成透射光和反射光，所述的透射光和反射光经倍频晶体产生二倍频光，将时间强度信息转换为强度自相关一维空间信息，该二倍频光束与分光镜后的反射光束在和频晶体上实现三倍频转换，将时间强度信息转换为强度三阶相关二维空间信息。本实用新型专利技术通过简单的重构技术，不仅能够获得脉冲宽度信息，还能够精确地获得脉冲波形信息，能够处理皮秒、飞秒脉冲波形。测量装置成本低、结构简单，调节方便。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于超短激光脉冲测试
，具体涉及一种基于三阶相关法的激光脉冲波形测量装置。
技术介绍
目前，一般通过测量二阶、单延迟的三阶强度相关函数来推知超短激光脉冲的脉宽，但是，只测得二阶、单延迟的三阶强度相关函数并不能确定脉冲的形状，因此二阶、三阶相关仪主要用来测量脉冲的对比度。名称为《高功率超短激光脉冲对比度测量装置》的技术专利（专利号：ZL200720077677.0）公开了一种通过单延迟的三阶G(3)(τ)强度相关函数来获得脉冲对比度的测量方法，名称为《一种单发次超短激光脉冲对比度测量装置》的技术专利（专利号：ZL201020293190.8）公开了一种采用两个延迟机构形成两个单延迟的三阶自相关信号，分别测试相关信号主峰和脉冲前沿的方法获得对比度信息。FROG及其变种虽然能够测量脉冲的形状，但计算繁复，且脉宽测量范围有限。
技术实现思路
为了克服现有的测量技术在超短激光脉冲波形测量中测量范围有限、恢复脉冲波形计算繁复的不足，本技术提供一种基于三阶相关法的激光脉冲波形测量装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本技术的基于三阶相关法的激光脉冲波形测量装置，其特点是，所述的装置中，在高功率激光脉冲入射方向上依次设置分光镜、半透半反镜。激光脉冲通过所述的分光镜分成透射光和反射光，透射光经半透半反镜再一次分成透射光和反射光。在半透半反镜的反射光路依次设置有反射镜Ⅰ、倍频晶体、挡光片Ⅰ，在半透半反镜的透射光路上依次设置有延迟调节器Ⅰ、反射镜Ⅱ、倍频晶体、挡光片Ⅱ；半透半反镜的反射光经反射镜Ⅰ反射到倍频晶体，反射光经倍频晶体透射后被挡光片Ⅰ吸收；所述的半透半反镜的透射光经延迟调节器Ⅰ进行光程延迟后投射到反射镜Ⅱ，经反射镜Ⅱ反射到倍频晶体，反射光经倍频晶体透射后被挡光片Ⅱ吸收；从反射镜Ⅰ反射的光束与从反射镜Ⅱ反射的光束同时投射到倍频晶体上，在两反射光束重叠区域实现倍频转换，产生的二倍频光沿与倍频晶体表面相垂直的方向输出；在倍频晶体输出的二倍频光束方向上依次设置导光镜组、和频晶体、衰减片Ⅰ、CCDⅠ；所述的二倍频光束经导光镜组反射后投射到和频晶体，二倍频光束经和频晶体透射后投射到衰减片Ⅰ进行强度衰减，进入CCDⅠ；在分光镜的反射光路依次设置有反射镜Ⅲ、延迟调节器Ⅱ、反射镜Ⅳ、反射镜Ⅴ、和频晶体、挡光片Ⅲ；所述的分光镜的反射光经反射镜Ⅲ反射后进入延迟调节器Ⅱ进行光程延迟，从延迟调节器Ⅱ出射的光束再依次经反射镜Ⅳ、反射镜Ⅴ后投射到和频晶体，从反射镜Ⅴ反射的基频光经和频晶体透射后被挡光片Ⅲ吸收；从反射镜Ⅴ反射的基频光与导光镜组出射的二倍频光同时投射到和频晶体上，在所述的基频光与二倍频光的重叠区域实现三倍频转换，产生的三倍频光沿与和频晶体表面相垂直的方向输出；在三倍频光束方向上依次设置衰减片Ⅱ、CCDⅡ，三倍频光束经衰减片Ⅱ进行强度衰减，进入CCDⅡ；所述的CCDⅠ、CCDⅡ分别外接计算机，来自CCDⅠ、CCDⅡ的信号最后进入计算机进行数据处理。所述的导光镜组由四块导光镜构成。在二倍频光束传输方向上依次设置有导光镜Ⅰ、导光镜Ⅱ、导光镜Ⅲ、导光镜Ⅳ。导光镜Ⅰ将入射水平光束垂直向上反射，导光镜Ⅱ将垂直光束水平反射，水平反射光束出射方向与入射水平光束垂直，导光镜Ⅲ将水平反射光束垂直向下反射，导光镜Ⅳ将垂直向下反射的光束水平反射，最终出射的水平反射光束与入射水平光束在同一平面内，水平反射光束与入射水平光束垂直。所述的倍频晶体、和频晶体采用90o非共线匹配。根据不同的入射激光波长选用不同的晶体材料如BBO、KDP等,可以采用不同的非共线位相匹配方式如ooe、oee等。本技术的有益效果是：1.本技术的测量装置成本低、结构简单，调节方便，采用倍频晶体与和频晶体相组合，将三阶脉冲强度时间相关信号转换为利于探测的空间强度二维分布，通过简单的重构技术，不仅可以获得脉冲宽度信息，还可以精确地获得脉冲波形信息。2.本技术采用90度非共线位相匹配，双延迟机构可以独立调节，增大了时间测量范围。附图说明图1是本技术的基于三阶相关法的激光脉冲波形测量装置光路示意图；图2是本技术中的导光镜组光路示意图；图中，1.分光镜2.半透半反镜3.反射镜Ⅰ4.延迟调节器Ⅰ5.反射镜Ⅱ6.倍频晶体7.挡光片Ⅰ8.挡光片Ⅱ9.导光镜组10.反射镜Ⅲ11.延迟调节器Ⅱ12.反射镜Ⅳ13.反射镜Ⅴ14.和频晶体15.衰减片Ⅰ16.CCDⅠ17.衰减片Ⅱ18.CCDⅡ19.挡光片Ⅲ9-1.导光镜Ⅰ9-2.导光镜Ⅱ9-3.导光镜Ⅲ9-4.导光镜Ⅳ。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明，但不应以此限制本技术的保护范围。实施例1图1是本技术的基于三阶相关法的激光脉冲波形测量装置光路示意图，图2是本技术中的导光镜组光路示意图，为图1中的导光镜组的A向侧视图。在图1、图2中，本技术的基于三阶相关法的激光脉冲波形测量装置中，在高功率激光脉冲入射方向上依次设置分光镜1、半透半反镜2；激光脉冲通过所述的分光镜1分成透射光和反射光，透射光经半透半反镜2再一次分成透射光和反射光；在半透半反镜2的反射光路依次设置有反射镜Ⅰ3、倍频晶体6、挡光片Ⅰ7，在半透半反镜2的透射光路上依次设置有延迟调节器Ⅰ4、反射镜Ⅱ5、倍频晶体6、挡光片Ⅱ8；半透半反镜2的反射光经反射镜Ⅰ3反射到倍频晶体6，反射光经倍频晶体6透射后被挡光片Ⅰ7吸收；所述的半透半反镜2的透射光经延迟调节器Ⅰ4进行光程延迟后投射到反射镜Ⅱ5，经反射镜Ⅱ5反射到倍频晶体6，反射光经倍频晶体6透射后被挡光片Ⅱ8吸收；从反射镜Ⅰ3反射的光束与从反射镜Ⅱ5反射的光束同时投射到倍频晶体6上，在两反射光束重叠区域实现倍频转换，产生的二倍频光沿与倍频晶体6表面相垂直的方向输出；在倍频晶体6输出的二倍频光束方向上依次设置导光镜组9、和频晶体14、衰减片Ⅰ15、CCDⅠ16；所述的二倍频光束经导光镜组反射后投射到和频晶体14，二倍频光束经和频晶体14透射后投射到衰减片Ⅰ15进行强度衰减，进入CCDⅠ16；在分光镜1的反射光路依次设置有反射镜Ⅲ10、延迟调节器Ⅱ11、反射镜Ⅳ12、反射镜Ⅴ13、和频晶体14、挡光片Ⅲ19；所述的分光镜1的反射光经反射镜Ⅲ10反射后进入延迟调节器Ⅱ11进行光程延迟，从延迟调节器Ⅱ11出射的光束再依次经反射镜Ⅳ12、反射镜Ⅴ13后投射到和频晶体14，从反射镜Ⅴ13反射的基频光经和频晶体14透射后被挡光片Ⅲ19吸收；从反射镜Ⅴ13反射的基频光与导光镜组9出射的二倍频光同时投射到和频晶体14上，在所述的基频光与二倍频光的重叠区域实现三倍频转换，产生的三倍频光沿与和频晶体14表面相垂直的方向输出；在三倍频光束方向上依次设置衰减片Ⅱ17、CCDⅡ18，三倍频光束经衰减片Ⅱ17进行强度衰减，进入CCDⅡ18；所述的CCDⅠ16、CCDⅡ18分别外接计算机，来自CCDⅠ16、CCDⅡ18的信号最后进入计算机进行数据处理。所述的导光镜组9由四块导光镜构成；在二倍频光束传输方向上依次设置有导光镜Ⅰ9-1、导光镜Ⅱ9-2、导光镜Ⅲ9-3、导光镜Ⅳ9-4；导光镜Ⅰ9-1将入射水平光束垂直向上反射，导光镜Ⅱ9-2将垂直光束水平反射，水平反射光束出射方向与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于三阶相关法的激光脉冲波形测量装置，其特征是：所述的装置中，在高功率激光脉冲入射方向上依次设置分光镜（1）、半透半反镜（2）；激光脉冲通过所述的分光镜（1）分成透射光和反射光，透射光经半透半反镜（2）再一次分成透射光和反射光；在半透半反镜（2）的反射光路依次设置有反射镜Ⅰ（3）、倍频晶体（6）、挡光片Ⅰ（7），在半透半反镜（2）的透射光路上依次设置有延迟调节器Ⅰ（4）、反射镜Ⅱ（5）、倍频晶体（6）、挡光片Ⅱ（8）；半透半反镜（2）的反射光经反射镜Ⅰ（3）反射到倍频晶体（6），反射光经倍频晶体（6）透射后被挡光片Ⅰ（7）吸收；所述的半透半反镜（2）的透射光经延迟调节器Ⅰ（4）进行光程延迟后投射到反射镜Ⅱ（5），经反射镜Ⅱ（5）反射到倍频晶体 （6），反射光经倍频晶体（6）透射后被挡光片Ⅱ（8）吸收；从反射镜Ⅰ（3）反射的光束与从反射镜Ⅱ（5）反射的光束同时投射到倍频晶体（6）上，在两反射光束重叠区域实现倍频转换，产生的二倍频光沿与倍频晶体（6）表面相垂直的方向输出；在倍频晶体（6）输出的二倍频光束方向上依次设置导光镜组（9）、和频晶体（14）、衰减片Ⅰ（15）、CCDⅠ（16）；所述的二倍频光束经导光镜组反射后投射到和频晶体（14），二倍频光束经和频晶体（14）透射后投射到衰减片Ⅰ（15）进行强度衰减，进入CCDⅠ（16）；在分光镜（1）的反射光路依次设置有反射镜Ⅲ（10）、延迟调节器Ⅱ（11）、反射镜Ⅳ（12）、反射镜Ⅴ（13）、和频晶体（14）、挡光片Ⅲ（19）；所述的分光镜（1）的反射光经反射镜Ⅲ（10）反射后进入延迟调节器Ⅱ（11）进行光程延迟，从延迟调节器Ⅱ（11）出射的光束再依次经反射镜Ⅳ（12）、反射镜Ⅴ（13）后投射到和频晶体（14），从反射镜Ⅴ（13）反射的基频光经和频晶体（14）透射后被挡光片Ⅲ（19）吸收；从反射镜Ⅴ（13）反射的基频光与导光镜组（9）出射的二倍频光同时投射到和频晶体（14）上，在所述的基频光与二倍频光的重叠区域实现三倍频转换，产生的三倍频光沿与和频晶体（14）表面相垂直的方向输出；在三倍频光束方向上依次设置衰减片Ⅱ（17）、CCDⅡ（18），三倍频光束经衰减片Ⅱ（17）进行强度衰减，进入CCDⅡ（18）；所述的CCDⅠ（16）、CCDⅡ（18）分别外接计算机，来自CCDⅠ（16）、CCDⅡ（18）的信号最后进入计算机进行数据处理。...
【技术特征摘要】
1.一种基于三阶相关法的激光脉冲波形测量装置，其特征是：所述的装置中，在高功率激光脉冲入射方向上依次设置分光镜（1）、半透半反镜（2）；激光脉冲通过所述的分光镜（1）分成透射光和反射光，透射光经半透半反镜（2）再一次分成透射光和反射光；在半透半反镜（2）的反射光路依次设置有反射镜Ⅰ（3）、倍频晶体（6）、挡光片Ⅰ（7），在半透半反镜（2）的透射光路上依次设置有延迟调节器Ⅰ（4）、反射镜Ⅱ（5）、倍频晶体（6）、挡光片Ⅱ（8）；半透半反镜（2）的反射光经反射镜Ⅰ（3）反射到倍频晶体（6），反射光经倍频晶体（6）透射后被挡光片Ⅰ（7）吸收；所述的半透半反镜（2）的透射光经延迟调节器Ⅰ（4）进行光程延迟后投射到反射镜Ⅱ（5），经反射镜Ⅱ（5）反射到倍频晶体（6），反射光经倍频晶体（6）透射后被挡光片Ⅱ（8）吸收；从反射镜Ⅰ（3）反射的光束与从反射镜Ⅱ（5）反射的光束同时投射到倍频晶体（6）上，在两反射光束重叠区域实现倍频转换，产生的二倍频光沿与倍频晶体（6）表面相垂直的方向输出；在倍频晶体（6）输出的二倍频光束方向上依次设置导光镜组（9）、和频晶体（14）、衰减片Ⅰ（15）、CCDⅠ（16）；所述的二倍频光束经导光镜组反射后投射到和频晶体（14），二倍频光束经和频晶体（14）透射后投射到衰减片Ⅰ（15）进行强度衰减，进入CCDⅠ（16）；在分光镜（1）的反射光路依次设置有反射镜Ⅲ（10）、延迟调节器Ⅱ（11）、反射镜Ⅳ（12）、反射镜Ⅴ（13）、和频晶体（14）、挡光片Ⅲ（19）；所述的分光镜（1）的反射光经反射镜Ⅲ...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏彦文，孙志红，彭志涛，傅学军，卢宗贵，张波，粟敬钦，朱启华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：新型
国别省市：四川;51
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