本发明专利技术提供了一种基于弱测量技术的非线性系数测量装置及其测量方法，包括探测部分和非线性产生部分；所述非线性产生部分：将泵浦光照射在待测非线性材料上，产生非线性现象；所述探测部分：将探测光通过所述泵浦光在待测非线性材料上的光斑中心，产生中心频谱偏移，进行非线性系数测量。本发明专利技术利用弱测量技术对中心频谱偏移来进行非线性系数测量，具有测量精确高，适用于不同光学材料的非线性系数测量，装置结构简单，使用方便，抗环境干扰能力强等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种基于弱测量技术的非线性系数测量装置及其测量方法
本专利技术涉及测量
，具体地，涉及一种基于弱测量技术的非线性系数测量装置及其测量方法。
技术介绍
随着光通信和光信息处理等领域技术的飞速发展，非线性光学材料的研究日益重要。介质的非线性特性在通信和精密测量等领域有重要的应用，其中精确测量介质非线性系数具有重要的意义。具有便捷可靠的测量方法是寻找理想非线性材料的必要工具。目前，测量非线性系数测量的方法都是采用间接的方法测量，如公开号为CN105092477A的专利“非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置及测量方法”，测量的灵敏度和精确度受测量仪器的影响。弱测量技术是在有后选择的情况下测量结果可以被明显地放大，弱测量中所考虑的测量系统和测量仪器之间的耦合强度比较弱，利用后选择进行测量结果的筛选，从而在耦合强度很弱的情况下使测量结果得到显著的放大效果。弱测量技术在精密测量是目前研究的热门方向，并且具有重要的研究意义。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于弱测量技术的非线性系数测量装置及其测量方法。根据本专利技术提供的一种基于弱测量技术的非线性系数测量装置，包括探测部分和非线性产生部分；所述非线性产生部分：将泵浦光照射在待测非线性材料7上，产生非线性现象；所述探测部分：将探测光通过所述泵浦光在待测非线性材料7上的光斑中心，产生中心频谱偏移，进行非线性系数测量。较佳的，所述探测部分包括：探测光源1、第一格兰泰勒棱镜4、第二格兰泰勒棱镜12、偏振分束器5、反射镜6、波片11和光谱仪13；所述探测光源1发出的探测光经过所述第一格兰棱镜4产生线性偏振光，线性偏振光进入所述偏振分束器5后分成两束光，所述待测非线性材料7位于其中一束光的光路上，两束光分别通过反射镜6再次经过所述偏振分束器5输出到所述波片11并进入所述第二格兰棱镜12，由所述光谱仪13进行测量。较佳的，所述第一格兰棱镜4与所述第二格兰棱镜12之间呈ε角的非正交状态。较佳的，所述ε的取值范围为0<ε＜＜1。较佳的，所述非线性系数测量包括：探测光在待测非线性材料7中产生的相位变化为：其中，n为总折射率，n0为线性折射率，n2为待测非线性材料7的非线性系数，E为光电场，Δn为待测非线性材料(7)的折射率变化，Ip为泵浦光强度，π为3.14，λ为泵浦光波长，d为待测非线性材料(7)的厚度；探测光产生的中心频谱偏移Δω为：其中，ω为探测光的频率，τ为经过待测非线性材料(7)后产生的延时，σ为探测光的线宽；待测非线性材料7的非线性系数n2为：其中，c为光速，σ为探测光的线宽。较佳的，所述探测光源1与所述第一格兰棱镜4之间还包括：第一透镜2和第一小孔3。较佳的，所述探测光源1发出的探测光所经过的第一透镜2、第一小孔3、偏振分束器5、反射镜6、波片11和光谱仪13的光轴高度相同。较佳的，所述波片11包括四分之一波片。较佳的，所述非线性产生部分包括：泵浦光源10、第二透镜8和第二小孔9；所述泵浦光源10发出的泵浦光通过所述第二小孔9和所述第二透镜8照射在待测非线性材料7上。根据本专利技术提供的一种基于弱测量技术的非线性系数测量方法，采用上述的基于弱测量技术的非线性系数测量装置，执行步骤：S1、调节照射在待测非线性材料7上的泵浦光，产生非线性现象；S2、将探测光通过所述泵浦光在待测非线性材料7上的光斑中心，产生中心频谱偏移；S3、计算待测非线性材料7的非线性系数。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术利用弱测量技术对中心频谱偏移来进行非线性系数测量，具有测量精确高，适用于不同光学材料的非线性系数测量，装置结构简单，使用方便，抗环境干扰能力强等特点。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术测量装置的光路图；附图标记：1-探测光源；2-第一透镜；3-第一小孔；4-第一格兰泰勒棱镜；5-偏振分束器；6-反射镜；7-待测非线性材料；8-第二透镜；9-第二小孔；10-泵浦光源；11-波片；12-第二格兰泰勒棱镜；13-光谱仪。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，根据本专利技术提供的一种基于弱测量技术的非线性系数测量装置，包括探测部分和非线性产生部分。非线性产生部分将泵浦光照射在待测非线性材料7上，产生非线性现象；探测部分将探测光通过泵浦光在待测非线性材料7上的光斑中心，产生中心频谱偏移，进行非线性系数测量。具体的，探测部分包括：探测光源1、第一透镜2、第一小孔3、第一格兰泰勒棱镜4、第二格兰泰勒棱镜12、偏振分束器5、反射镜6、波片11和光谱仪13；探测光源1发出的探测光经过第一透镜2、第一小孔3准直后进入第一格兰泰勒棱镜4产生线性偏振光，线性偏振光进入偏振分束器5后分成两束光，待测非线性材料7位于其中一束光的光路上，两束光分别通过反射镜6再次经过偏振分束器5输出到波片11并进入第二格兰棱镜12，由光谱仪13进行测量。其中，第一格兰泰勒棱镜4与第二格兰泰勒棱镜12之间呈ε角的非正交状态，ε的取值范围为0<ε＜＜1。探测光源1发出的探测光所经过的第一透镜2、第一小孔3、偏振分束器5、反射镜6、波片11和光谱仪13的光轴高度相同。在本实施例中，第一格兰泰勒棱镜4与水平成45°夹角，波片11采用四分之一波片，但本专利技术对此不做限制。非线性产生部分包括：泵浦光源10、第二透镜8和第二小孔9；泵浦光源10发出的泵浦光通过第二小孔9和第二透镜8扩大光束面积后照射在待测非线性材料7上。第二透镜8可采用凸透镜。非线性系数测量包括：探测光在待测非线性材料7中产生的相位变化为：其中，n为总折射率，n0为线性折射率，n2为待测非线性材料7的非线性系数，E为光电场，Δn为待测非线性材料(7)的折射率变化，Ip为泵浦光强度，π为3.14，λ为泵浦光波长，d为待测非线性材料(7)的厚度；探测光产生的中心频谱偏移Δω为：其中，ω为探测光的频率，τ为经过待测非线性材料(7)后产生的延时，σ为探测光的线宽；待测非线性材料7的非线性系数n2为：其中，c为光速，σ为探测光的线宽。非线性产生部分包括：泵浦光源10、第二透镜8和第二小孔9；泵浦光源10发出的泵浦光通过第二小孔9和第二透镜8照射在待测非线性材料7上。在上述一种基于弱测量技术的非线性系数测量装置的基础上，根据本专利技术提供的一种基于弱测量技术的非线性系数测量方法，采用上述基于弱测量技术的非线性系数测量装置，执行步骤：S1、调节照射在待测非线性材料7上的泵浦光，产生非线性现象；S2、将探测光通过泵浦光在待测非线性材料7上的光斑中心，产生中心频谱偏移；S3、计算待测非线性材料7的非线性系数。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于弱测量技术的非线性系数测量装置，其特征在于，包括探测部分和非线性产生部分；所述非线性产生部分：将泵浦光照射在待测非线性材料(7)上，产生非线性现象；所述探测部分：将探测光通过所述泵浦光在待测非线性材料(7)上的光斑中心，产生中心频谱偏移，进行非线性系数测量。
【技术特征摘要】
1.一种基于弱测量技术的非线性系数测量装置，其特征在于，包括探测部分和非线性产生部分；所述非线性产生部分：将泵浦光照射在待测非线性材料(7)上，产生非线性现象；所述探测部分：将探测光通过所述泵浦光在待测非线性材料(7)上的光斑中心，产生中心频谱偏移，进行非线性系数测量。2.根据权利要求1所述的基于弱测量技术的非线性系数测量装置，其特征在于，所述探测部分包括：探测光源(1)、第一格兰泰勒棱镜(4)、第二格兰泰勒棱镜(12)、偏振分束器(5)、反射镜(6)、波片(11)和光谱仪(13)；所述探测光源(1)发出的探测光经过所述第一格兰棱镜(4)产生线性偏振光，线性偏振光进入所述偏振分束器(5)后分成两束光，所述待测非线性材料(7)位于其中一束光的光路上，两束光分别通过反射镜(6)再次经过所述偏振分束器(5)输出到所述波片(11)并进入所述第二格兰棱镜(12)，由所述光谱仪(13)进行测量。3.根据权利要求2所述的基于弱测量技术的非线性系数测量装置，其特征在于，所述第一格兰棱镜(4)与所述第二格兰棱镜(12)之间呈ε角的非正交状态。4.根据权利要求3所述的基于弱测量技术的非线性系数测量装置，其特征在于，所述ε的取值范围为0<ε＜＜1。5.根据权利要求3所述的基于弱测量技术的非线性系数测量装置，其特征在于，所述非线性系数测量包括：探测光在待测非线性材料(7)中产生的相位变化为：n＝n0+n2|E|2，Δn＝n2Ip，其中，n为总折射率，n0为线性折射率，n2为待测非线性材料(7)的非线性系数，E为光电场，Δn为待测非线性材料(...
【专利技术属性】
技术研发人员：李洪婧，李彦甲，黄靖正，刘苗苗，曾贵华，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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