飞秒激光脉冲宽度的测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及超短脉冲测量技术领域，尤其涉及一种飞秒激光脉冲宽度的测量装置及方法，飞秒激光脉冲宽度的测量装置包括依次设置的卡塞格林系统、菲涅尔双棱镜、倍频晶体、成像仪器和计算机；通过卡塞格林系统用于聚焦输入光束，通过菲涅尔双棱镜将光束分割成两束，使两束光汇聚在倍频晶体的不同位置点，产生时间延迟；汇聚光束在倍频晶体上产生二次谐波效应，产生的二次谐波经过凹面镜后成像在成像仪器上，最后利用相关算法得出脉冲宽度结果，对比已有技术，采用全反射式结构，能够降低色散对脉冲宽度测试的影响，使结果更加准确。使结果更加准确。使结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】
飞秒激光脉冲宽度的测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及超短脉冲测量
，尤其涉及一种飞秒激光脉冲宽度的测量装置及方法。

技术介绍

[0002]超短脉冲激光器广泛应用于远程测距、精密探测、空间安全、前沿科学探索等战略高
脉宽作为激光时域的关键参数直接关系到所使用脉冲的功率密度及超快激光的性能，在激光的研究和应用中对于激光脉宽的实时测量尤为重要。
[0003]对于飞秒量级的脉冲宽度的测量，除了通过高速示波器和高速条纹相机进行测量的直接测量法以外，还有间接测量法，间接测量法主要有自相关测量法和频率分辨光学开关法（FROG）。
[0004]强度自相关法虽能测试飞秒量级，但存在很多不足。强度自相关法所获得的分布曲线无法将其中所包含的不同脉冲区分开来；无法反应出脉冲相位和频域的相关信息；计算脉宽需假定脉冲形状，不具备脉冲相位测试能力。
[0005]频率分辨光学开关法（FROG），应用于飞秒激光器的脉冲宽度测试，已有的方法是单次FROG法，该方法所选光学元器件为透射元件，采用透射元件会不可避免的引起色散，进而影响脉宽测试准确性。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种飞秒激光脉冲宽度的测量装置，用以解决现有技术中对于飞秒量级的脉冲宽度的间接测量装置方法存在的缺陷，实现对飞秒量级的脉冲宽度的准确测量。
[0007]本专利技术提供一种飞秒激光脉冲宽度的测量装置，包括依次设置的卡塞格林系统、菲涅尔双棱镜、倍频晶体、成像仪器和计算机；所述卡塞格林系统用以对待测飞秒激光光束进行扩束和聚焦；所述卡塞格林系统的光束输出侧设置所述菲涅尔双棱镜，所述卡塞格林系统的输出光束照在所述菲涅尔双棱镜上；所述菲涅尔双棱镜位于所述卡塞格林系统和所述倍频晶体之间；经过所述菲涅尔双棱镜的光束照在所述倍频晶体上，通过所述倍频晶体后在所述成像仪器上呈现光谱图象，所述成像仪器连接所述计算机，由所述计算机对所述成像仪器的所述光谱图象进行分析和迭代计算。
[0008]所述倍频晶体和所述成像仪器之间设有凹面镜，所述凹面镜与所述倍频晶体非平行布置，通过所述倍频晶体后的光束经所述凹面镜反射入所述成像仪器。
[0009]所述凹面镜有两组，两组所述凹面镜平行且相对设置，通过所述倍频晶体后的光束依次经由两组所述凹面镜反射后进入所述成像仪器。
[0010]所述倍频晶体位于所述卡塞格林系统输出光束的焦点位置。
[0011]所述菲涅尔双棱镜可在所述卡塞格林系统和所述倍频晶体之间进行移动，调整所述菲涅尔双棱镜相对所述倍频晶体的距离。
[0012]所述倍频晶体为BBO晶体，所述BBO晶体厚度为4mm~6mm。
[0013]所述成像仪器为CCD图像传感器。
[0014]一种飞秒激光脉冲宽度的测量方法，包括如下步骤：步骤一：将待测飞秒激光射入卡塞格林系统进行扩束和聚焦；步骤二：由菲涅尔双棱镜将经过所述卡塞格林系统的光束分割成两束，并汇聚到倍频晶体；步骤三：所述倍频晶体对光束进行基频光倍频，并使倍频光在空间按波长分开；步骤四：步骤三所得到的倍频光经由凹面镜反射进入成像仪器进行成像；步骤五：由计算机对所述成像仪器上的成像进行分析和迭代计算，采用广义投影算法计算出待测飞秒激光脉冲宽度。
[0015]所述步骤二中，所述菲涅尔双棱镜分割光束过程中，通过调整所述菲涅尔双棱镜与所述倍频晶体之间的距离，以提供不同大小的时间延迟，测试不同大小脉冲宽度。
[0016]所述步骤四中，所述凹面镜反射过程中，通过调整所述凹面镜与所述倍频晶体之间的距离以及角度，使得所述成像仪器得到清晰成像。
[0017]本专利技术提供的这种飞秒激光脉冲宽度的测量装置，通过卡塞格林系统用于聚焦输入光束，通过菲涅尔双棱镜将光束分割成两束，使两束光汇聚在倍频晶体的不同位置点，产生时间延迟；汇聚光束在倍频晶体上产生二次谐波效应，产生的二次谐波经过凹面镜后成像在成像仪器上，最后利用相关算法得出脉冲宽度结果，对比已有技术，采用全反射式结构，能够降低色散对脉冲宽度测试的影响，使结果更加准确。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本专利技术提供的飞秒激光脉冲宽度的测量装置的测量流程示意图。
[0020]附图标记：1、卡塞格林系统；2、菲涅尔双棱镜；3、倍频晶体；4、成像仪器；5、计算机；6、凹面镜。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此
不能理解为对本专利技术实施例的限制。
[0023]在本专利技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0024]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0025]本专利技术的一个实施例，提供一种飞秒激光脉冲宽度的测量装置，参见图1所示，包括依次设置的卡塞格林系统1、菲涅尔双棱镜2、倍频晶体3、成像仪器4和计算机5；卡塞格林系统1用以对待测飞秒激光光束进行扩束和聚焦；卡塞格林系统1的光束输出侧设置菲涅尔双棱镜2，卡塞格林系统1的输出光束照在菲涅尔双棱镜2上；菲涅尔双棱镜2位于卡塞格林系统1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于，包括依次设置的卡塞格林系统（1）、菲涅尔双棱镜（2）、倍频晶体（3）、成像仪器（4）和计算机（5）；所述卡塞格林系统（1）用以对待测飞秒激光光束进行扩束和聚焦；所述卡塞格林系统（1）的光束输出侧设置所述菲涅尔双棱镜（2），所述卡塞格林系统（1）的输出光束照在所述菲涅尔双棱镜（2）上；所述菲涅尔双棱镜（2）位于所述卡塞格林系统（1）和所述倍频晶体（3）之间；经过所述菲涅尔双棱镜（2）的光束照在所述倍频晶体（3）上，通过所述倍频晶体（3）后在所述成像仪器（4）上呈现光谱图象，所述成像仪器（4）连接所述计算机（5），由所述计算机（5）对所述成像仪器（4）的所述光谱图象进行分析和迭代计算。2.根据权利要求1所述的飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于：所述倍频晶体（3）和所述成像仪器（4）之间设有凹面镜（6），所述凹面镜（6）与所述倍频晶体（3）非平行布置，通过所述倍频晶体（3）后的光束经所述凹面镜（6）反射入所述成像仪器（4）。3.根据权利要求2所述的飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于：所述凹面镜（6）有两组，两组所述凹面镜（6）平行且相对设置，通过所述倍频晶体（3）后的光束依次经由两组所述凹面镜（6）反射后进入所述成像仪器（4）。4.根据权利要求1或2或3所述的飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于：所述倍频晶体（3）位于所述卡塞格林系统（1）输出光束的焦点位置。5.根据权利要求4所述的飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于：所述菲...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，樊仲维，麻云凤，张玉莹，郭广妍，程旺，杨学博，曹灿，白勇，白芳，廖利芬，吕玮智，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：