[發明專利]高功率激光器多路光纖采樣時間波形測量裝置

有效

• 申請號: 201010129603.3
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN101782436A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 曹婧;朱寶強;楊琳;唐順興;張春香;高妍琦
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及高功率激光器時間波形測量，尤其是一種高功率激光器 多路光纖采樣時間波形測量裝置。

背景技術

慣性約束聚變(ICF)的研究和發展對驅動激光及其診斷系統提出了 十分嚴格的要求。黑腔靶內靶球溫度的均勻性、超熱電子的產生與驅動 激光的宏觀參數(能量、束數、排布方式)及細致參數密切相關。細致參 數中最重要的一個指標是各路激光的功率平衡。功率平衡的內容包括各 路光束脈沖的能量平衡、波形一致等。目前，對于脈寬為納秒量級的驅 動激光，其時間特性的測量還僅限于現有測量設備：光電探測器將光信 號轉化為電信號、一個示波器通道對應一個測量點的診斷。由于高時間 分辨率的測量設備，如高速數字示波器，價格昂貴，而且高功率激光裝 置參數診斷系統中測量點多且各測量點距離較遠，如果每個測量點對應 一套測量裝置，不僅成本高昂，而且增加了系統的復雜性，不便于系統 的維護和實時多路測量。

發明內容

本發明的主要任務是克服多個采集點帶來的測量成本的提高和系統 的復雜性，提供一種高功率激光器多路光纖采樣時間波形測量裝置，該 裝置測量高功率激光時間波形應具有經濟、簡潔、高效的特點。

為了實現上述目的，本發明的技術解決方案如下：

一種高功率激光器多路光纖采樣時間波形測量裝置，特點在于其構 成包括：

高速數字示波器和待測的高功率激光器；

由第一光電探測器通過第一電纜接所述的高速數字示波器的第一輸 入端構成外觸發線路；

在所述的待測的高功率激光器的多個待測點設置采樣光路形成多路 采樣光路：每路采樣光路由依次連接的取樣鏡、光衰減器、耦合裝置和 采樣光纖構成；

所述的多路采樣光路的采樣光纖與光纖合束器的輸入端相連，該光 纖合束器的輸出端與第二光電探測器相連，該第二光電探測器的輸出端 經第二電纜與所述的高速數字示波器的第二輸入端相連。

所述的耦合裝置的構成包括伽利略望遠鏡和顯微物鏡，該伽利略望 遠鏡的長焦距的凸透鏡和短焦距的凹透鏡分別置于兩個四維調節架上， 用帶顯微物鏡架和采樣光纖端面固定裝置的五維調整架夾持所述的顯微 物鏡和采樣光纖并置于一個帶光纖夾具的五維光纖耦合架上，所述顯微 物鏡數值孔徑小于采樣光纖的數值孔徑。

所述的采樣光纖是多模石英光纖。

所述采樣光纖的長度依次增加，以保證各路光纖傳輸的光信號在達 到所述的光纖合束器的時間相互隔開。

所述的取樣鏡用是取待測點信號光的一部分來測量，而且保證測量 光路不會對高功率激光器本身的光路造成干擾。

所述的光衰減器用來衰減信號光以同時保證：

1、將信號光能量衰減到小于光脈沖在光纖中非線性傳輸的閾值；

2、光纖合束器輸出的光信號能量大于光電探測器的線性響應閾值。

所述的耦合裝置是將空間光耦合到光纖的耦合裝置用以將測量點的 光信號耦合到采樣光纖中去；對應于各個測量點的光纖長度依次增大， 經采樣光纖傳輸后的各路光脈沖在時間上拉開相應的間隔；所述的光纖 合束器將各路光纖中的信號合并到一路光纖中輸出；第二光電探測器探 測光纖合束器中輸出的待測信號，第一光電探測器探測高功率激光器的 觸發信號；所述的光電探測器將光信號轉變為電信號后通過相應的電纜， 將電信號送入所述的高速數字示波器。該高速數字示波器的第二輸入端 接收合成后的信號，在該示波器的界面上同時顯示多個測量點的激光脈 沖的時間波形。

本發明的技術效果：

本發明采用的外觸發方式，可以減小激光裝置各個電源系統所產生 的高頻電磁輻射對高速數字示波器工作的干擾。