三阶相关测量仪制造技术

一种用于强激光脉冲三次谐波测量的三阶相关测量仪，其结构包括：在仪器的底板上，沿着入射光束Ｇ前进的方向上，依次固定有第一小孔光阑、第二小孔光阑、倍频晶体和分束片，入射光束Ｇ经该分束片后分成两束光：透射光束Ｇ［ｔ］和反射光束Ｇ［ｆ］，透射光束Ｇ［ｔ］经过时间延迟的第一直角反射镜、第二反射镜、半波片、第三反射镜到达短焦透镜，所述的反射光束Ｇ［ｆ］经过第四反射镜、第二直角反射镜达到所述的短焦透镜，并与所述的透射光束Ｇ［ｔ］同时会聚于谐波晶体上，沿着该谐波晶体产生的三次谐波光束Ｇ［ｓ］前进的方向上，在底板上依次固定有滤波片、定标衰减片和探测元件。本发明专利技术具有操作简单，易于调节，测量准确，测量范围广的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及脉冲测量，特别是一种应用测量激光脉冲的对比度的三阶相关测量仪，它是利用晶体位置的可调性，改变晶体与焦点的相对位置，从而调整晶体内和频效率，具有操作简单，易于调节，应用范围广的优点。
技术介绍
近年来，飞秒啁啾脉冲放大系统已将激光脉冲的能量放大到了焦耳的量级，聚焦强度可达到1021W/cm2，这么高的激光强度可被广泛应用于固体和气体靶中等离子体的形成过程及高次谐波发射的研究。在实验研究中，这些物理过程的效果对于激光脉冲的时间强度分布是很敏感的，特别在等离子体的产生过程中，任何低强度的噪声脉冲的存在都会严重破坏等离子体的形成，因此，在实际应用过程中准确测量激光脉冲的对比度是一个很重要的问题。G.ALBRECHT等人在文章“Nd3+:YAG主被动锁模脉冲的时间形状分析”(“Temporalshape analysis of Nd3+:YAG active passive mode-locked pulses”)(OpticsCommunication，Vol.40，No.1，1981，p59-62)中，提出一种结构是将一激光束经过倍频晶体倍频后，进行分束和光学延迟，然后经过一聚焦透镜22会聚于一三次谐波晶体13中，如图2所示，利用所产生的三次谐波信号的强度，来推测出激光脉冲对比度的大小。在这种结构中，最困难的就是三次谐波信号的调整。王益民等人在文章“用高动态范围的相关器研究强激光脉冲的噪声分布”(光学学报，Vol.19，No.2，1999，p261-264)中，提出另外一种结构，如图3所示，运用焦距长短不同的两个聚焦透镜11，12将入射于三次谐波晶体13的光束分别进行聚焦。这种调整过程，实际是将二个光束聚焦分别开来，易于满足三次谐波产生条件，但是由于两束光分别调整，调整工作量很大。在三阶相关仪测量中，最困难的就是三次谐波信号的调整，因为若要产生三次谐波信号，入射于三次谐波晶体13中的两束光必需满足三个条件1.在晶体中两束光在空间上重合；2.两束光的夹角满足产生三次谐波的相位匹配条件，且足够小；3.在晶体中两束光在时间延迟上重合。通常情况下，入射光经过透镜后，在二次谐波晶体中的光斑很小，当入射光为飞秒脉冲激光时，等光程对光延迟的要求在微米量级，若要同时满足这三个条件，需要花大量的时间进行调整。另外，已有的三阶相关仪的结构测量时的测量范围都受到了待测激光单脉冲能量的限制，对于单脉冲能量较低的系统，由于三阶信号太弱，造成测量的范围小，对于高对比度的激光脉冲，仪器无法反映其真实的对比度。而且，三次谐波晶体均安放在焦点处，在高能量单脉冲情况下，很容易损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述已有技术在光路调整中的困难以及测量范围受单脉冲能量大小限制的缺点，提供一种用于准确测量强激光脉冲三次谐波对比度的三阶相关测量仪，以简化装置的调整过程，保证测量范围，有效避免晶体损坏，达到方便三阶相关测量仪的应用和推广。本专利技术的技术解决方案如下一种用于强激光脉冲三次谐波测量的三阶相关测量仪，特征在于其结构包括在仪器的底板上，沿着入射光束G前进的方向上，依次固定有第一小孔光阑、第二小孔光阑、倍频晶体和分束片，入射光束G经该分束片后分成两束光透射光束G和反射光束G，透射光束G经过时间延迟的第一直角反射镜、第二反射镜、半波片、第三反射镜到达短焦透镜，所述的反射光束G经过第四反射镜、第二直角反射镜达到所述的短焦透镜，并与所述的透射光束G同时会聚于谐波晶体上，沿着该谐波晶体产生的三次谐波光束G前进的方向上，在底板上依次固定有滤波片、定标衰减片和探测元件。所述的倍频晶体是BBO晶体，或LBO晶体，或KDP晶体，晶体均按照匹配角切割。所述的谐波晶体是BBO晶体，或LBO晶体，或KDP晶体，晶体均按照匹配角切割。所述的分束片是在一基片上镀有对基频光束的透过率大于98％，而对倍频光束的反射率大于98％膜层的膜板。所述的滤波片是在一基片上镀有滤去倍频光束膜层的膜板。所述的第二反射镜、第三反射镜和第一直角反射镜的反射表面上镀有对基频光束具有反射率大于98％的膜层。所述的第四反射镜和第二直角反射镜的反射表面上镀有对倍频光束具有反射率大于98％的膜层。所述的谐波晶体固定在一个可以沿G前进的方向调整的一维平移台上。所述的第五反射镜的反射表面上镀有对三次谐波光束具有反射率大于98％的膜层。与先技术相比，本专利技术具有以下显著特点1、本专利技术三阶相关测量仪最大的优点是调整简单，使用方便。与在先技术相比，本专利技术，将和频光束中的一束光先固定，只调整一束光，大大简化了调整的过程。2、本专利技术的和频晶体位置可以沿着倍频光束传播方向进行调整，从而对晶体内的脉冲能量进行调整，有效的防止了晶体的损坏。3、本专利技术的和频晶体位置可以沿着倍频光束传播方向进行调整，从而对晶体内的和频效率进行调整，有效的解决了激光单脉冲能量大小对三阶相关仪测量范围的限制的缺点。本专利技术的晶体可调整焦前作用结构，因为有规律可循，对调整的精确度要求也不高，所以调整起来非常方便，通常在半个小时之内即可调好光路，进行测试；能够保证测量的范围宽，分辨率大于109，并且有效的防止了晶体的损坏。附图说明图1为本专利技术三阶相关测量仪一个实施例的结构示意图。图2为已有技术的单透镜聚焦光路示意图。图3为已有技术的的双透镜聚焦光路示意图。图4为本专利技术三阶相关测量仪的聚焦光路示意5为本专利技术实施例中测得的强激光脉冲的时间和强度分布曲线图。具体实施例方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。先请参阅图1，图1为本专利技术三阶相关测量仪一个实施例的结构示意图。由图可见，本实施例三阶相关测量仪结构包括在仪器的底板上，沿着入射光束G前进的方向上，依次固定有第一反射镜1、第一小孔光阑2、第二小孔光阑3、倍频晶体4和分束片5，入射光束G经过该分束片5后分成两束光透射光束G和反射光束G，该透射光束G经过时间延迟的第一直角反射镜6、第二反射镜7、半波片8、第三反射镜9到达短焦透镜12，所述的反射光束G经过第四反射镜10、第二直角反射镜11达到所述的短焦透镜12，并与所述的透射光束G同时会聚于谐波晶体13上，沿着该谐波晶体13产生的三次谐波光束G前进的方向上，在底板上依次固定有滤波片14、第五反射镜15、定标衰减片16和探测元件17。所述的倍频晶体4是BBO晶体，晶体均按照匹配角切割。所述的谐波晶体13是BBO晶体，晶体均按照匹配角切割。所述的分束片5是在一基片上镀有对基频光束的透过率大于98％，而对倍频光束的反射率大于98％膜层的膜板。所述的滤波片14是在一基片上镀有滤去倍频光束膜层的膜板。所述的第一反射镜1、第二反射镜7、第三反射镜9和第一直角反射镜6的反射表面上镀有对基频光束具有反射率大于98％的膜层。所述的第四反射镜10和第二直角反射镜11的反射表面上镀有对倍频光束具有反射率大于98％的膜层。所述的第五反射镜15的反射表面上镀有对三次谐波光束具有反射率大于98％的膜层。所述的谐波晶体13固定在一个可以沿G前进的方向调整的一维平移台上。本专利技术三阶相关测量仪的实质是运用了一个聚焦透镜12对入射于谐波晶体13上的基频光束和倍频光束进行聚焦。如图4所示所选用的是短焦透镜12，两束光的相对位置满足以下条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于强激光脉冲三次谐波测量的三阶相关测量仪，特征在于其结构包括：在仪器的底板上，沿着入射光束Ｇ前进的方向上，依次固定有第一小孔光阑（２），第二小孔光阑（３）、倍频晶体（４）和分束片（５），入射光束Ｇ经过该分束片（５）后分成两束光；透射光束Ｇ［ｔ］和反射光束Ｇ［ｆ］，透射光束Ｇ［ｔ］经过时间延迟的第一直角反射镜（６）、第二反射镜（７）、半波片（８）、第三反射镜（９）到达短焦透镜（１２），所述的反射光束Ｇ［ｆ］经过第四反射镜（１０）、第二直角反射镜（１１）达到所述的短焦透镜（１２），并与所述的透射光束Ｇ［ｔ］同时会聚于谐波晶体（１３）上，沿着该谐波晶体（１３）产生的三次谐波光束Ｇ［ｓ］前进的方向上，在底板上依次固定有滤波片（１４）、定标衰减片（１６）和探测元件（１７）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张春梅，刘军，李闯，李儒新，梁晓燕，
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：31[中国|上海]