镜反射式超短脉冲自相关测量仪制造技术

一种镜反射式超短脉冲自相关测量仪，适用于实时测量激光超短脉冲宽度和超短光脉冲相关函数的测量。沿着光路行进方向依次含有扩束望远镜、宽带全反射镜、可以绕中心支点转动的镜晶组合体、成像系统、滤光片、探测器和测量装量。具有结构简单，调整方便，宽区域波长响应的优点。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种镜反射式超短脉冲自相关测量仪。适用于实时测量激光超短脉冲宽度和超短光脉冲相关函数的测量。超短激光脉冲的自相关测量的基本原理是将光脉冲的时间形状转变为空间形状，进而用空间探测器测量。如图1源于同一光束的两等分光束在非线性晶体中发生空间和时间重迭，产生二次谐波，当用I(t)表征入射等分光束的时间强度分布，S(x)表征晶体中产生的二次谐波信号的空间分布，存在关系S(x)∝∫-∞∞I(t+τ)I(t-τ)dr=G2(2τ)]]>式中，τ＝nx0sin(Фb/2)/c，Ф为两分光束间夹角，n为线性晶体的折射率。用CCD线阵探测器测量谐波信号的空间分布，即分光束的相关函数，从而可类同自相关法得到入射光的形状信息，测量光脉冲宽度。已有技术中，基于上述原理设计的单次脉冲自相关仪有分束镜分光相关测量仪(图2)(F.Salin，et al，Applied Optics，Vol.26，No.21，1987(4528))和棱镜分光测量仪(图3)(Y.Ishida，et al，OpicsCommunications，Vol.56，No.1，1985(57))两种结构。前者图2所示使用镀有半反半透介质膜的分束镜2实现入射光等分，附以光学延迟4调整分光束的光程，达到二分光束在晶体6中的空间和时间重迭；后者图3所示以特殊设计的带分光介质膜棱镜组10实现这一目的。两结构形式除前者有调整困难和后者有设计复杂的缺点外，均受到介质分光膜的限制，只适用于一定波长范围的光脉冲测量，对不同波长光脉冲则需更换分光镜或棱镜组。本技术的目的为克服上述已有技术中所存在的缺点，设计一种结构简单，调整方便，适用波长范围宽的单次脉冲自相关测量仪。本技术的结构如图4所示。沿光路行进方向依次是被测量的光脉冲通过一扩束望远镜1，经宽带全反射镜5反射到一镜晶组合体11，再通过成象系统7成象于接收面前带有滤光片8的探测器9上，探测的结果记录显示于测量装置15。所说的镜晶组合体11是由一非线性晶体12垂直立于一宽带全反射镜13的反射面上，两者的接触面以光胶密合而成一组合体。此组合体11置于可以转动的支架16上。非线性晶体12与宽带全反射镜13两者耦合的中心点也是镜晶组合体11的中心支点14位于入射光束的中心轴线上，同时也位于支架16中心转轴顶端的中心点上，所以整体镜晶组合体11可以绕中心支点14转动。本技术的优点，因本新型的镜反射式超短脉冲自相关测量仪的基本原理与已有技术的单次脉冲自相关仪器相同，新颖处是其利用自相关函数的中心对称特性，测量相关信号S(x)的一半，在结构上表现为全光束测量，不需要分光镜、光学延迟或棱镜组。使用镜晶组合件11，很明显，本技术具有结构简单、调整方便和宽区域波长响应的优点。 附图说明图1是用非线性晶体KDP单次测量频率为ω0的光脉冲宽度的原理示意图。图2是分束镜分光相关测量仪的结构示意图。图中1是扩束望远镜，2是镀介质分光膜的分束镜，3是宽带全反射镜，4是光学延迟，5是宽带全反射镜，6是非线性晶体，7是成像系统，8是紫外滤光片，9是CCD线列测量装置。图3是棱镜分光测量仪的结构示意图。图4是本技术的镜反射式超短脉冲自相关测量仪的结构示意图。图5是镜晶组合件11结构示意图。实施例非线性晶体12选用厚度为2mm的KDP晶体，光在其中的群速度色散决定其可精确测量的脉冲宽是0.4ps；使用2048元的CCD线列阵做探测器9，宽带全反射镜13对波长介于0.5～1.2μm的光全反；被测量的入射光波长为1.06μm，计算所得的入射角为10.2°(Ф/2)，时间分辨是0.1ps；如被测量的入射光波长为0.52μm，计算所得的入射角为3°，时间分辨为0.02ps。权利要求1.一种镜反射式超短脉冲自相关测量仪，沿光路行进方向依次包含被测量的光脉冲通过一扩束望远镜(1)，经宽带全反射镜(5)反射，有成象系统(7)成象于接收面前带有滤光片(8)的探测器(9)上，探测器(9)的输出到测量装置(15)，其特征在于在宽带全反射镜(5)与成象系统(7)之间，置有一镜晶组合体(11)，镜晶组合体(11)的中心支点(14)既位于入射的被测量光束的中心轴线上，又位于支架(16)中心转轴顶端的中心点上。2.依据权利要求1所述的镜反射式超短脉冲自相关测量仪，其特征在于镜晶组合体(11)是由一非线性晶体(12)垂直立于宽带全反射镜(13)的反射面上，两者接触面用光胶密合而成一组合体，两者耦合的中心点是镜晶组合体(11)的中心支点(14)。专利摘要一种镜反射式超短脉冲自相关测量仪，适用于实时测量激光超短脉冲宽度和超短光脉冲相关函数的测量。沿着光路行进方向依次含有扩束望远镜、宽带全反射镜、可以绕中心支点转动的镜晶组合体、成像系统、滤光片、探测器和测量装量。具有结构简单，调整方便，宽区域波长响应的优点。文档编号G01J3/00GK2229077SQ9524355公开日1996年6月12日 申请日期1995年3月8日 优先权日1995年3月8日专利技术者张筑虹 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镜反射式超短脉冲自相关测量仪，沿光路行进方向依次包含：被测量的光脉冲通过一扩束望远镜（１），经宽带全反射镜（５）反射，有成象系统（７）成象于接收面前带有滤光片（８）的探测器（９）上，探测器（９）的输出到测量装置（１５），其特征在于在宽带全反射镜（５）与成象系统（７）之间，置有一镜晶组合体（１１），镜晶组合体（１１）的中心支点（１４）既位于入射的被测量光束的中心轴线上，又位于支架（１６）中心转轴顶端的中心点上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张筑虹，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]