[發(fā)明專(zhuān)利]自相關(guān)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410098325.8
• 申請(qǐng)日: 2014-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103837240A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹丁象;孟劦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 光庫(kù)通訊(珠海)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01J11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01J11/00
• 代理公司: 珠海智專(zhuān)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協(xié)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及一種用于測(cè)量激光脈沖寬度的自相關(guān)儀。

背景技術(shù)

隨著激光器的出現(xiàn)，脈沖激光器由于峰值功率高而獲得廣泛的應(yīng)用，目前在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、非線(xiàn)性光學(xué)、光譜分析、激光加工、激光測(cè)距等科技領(lǐng)域都采用脈沖激光器作為光源，脈沖激光器的脈沖寬度已從毫秒、納秒級(jí)別提高到皮秒、飛秒級(jí)別。

對(duì)于一般脈沖激光器，通常可以利用一臺(tái)帶寬大于350MHZ的示波器和快速光電二極管進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于皮秒、飛秒脈沖激光器，則只能使用條紋相機(jī)或自相關(guān)儀進(jìn)行測(cè)量。自相關(guān)儀是近十多年來(lái)發(fā)展的專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量脈沖寬度的儀器，具有高分辨率、高靈敏度和使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

公告號(hào)為CN101672698B的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了名為“基于光纖器件的超短脈沖寬度自相關(guān)測(cè)量?jī)x”的發(fā)明創(chuàng)造，參照?qǐng)D1，圖1是該自相關(guān)測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)圖。自相關(guān)測(cè)量?jī)x設(shè)置有1:1光纖耦合器12、第一準(zhǔn)直器13、第一高反鏡14、第一光纖偏振控制器15、第二準(zhǔn)直器16、第二高反鏡17、微動(dòng)平臺(tái)18、第二光纖偏振控制器19、第三準(zhǔn)直器20、KTP倍頻晶體21、大芯徑光纖22、光譜儀23和計(jì)算機(jī)24。

自相關(guān)測(cè)量?jī)x對(duì)激光器11輸出的脈沖激光進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先激光器11向1:1光纖耦合器12輸出激光脈沖，經(jīng)過(guò)1:1光纖耦合器12將該激光脈沖分成第一激光束和第二激光束后，其中第一激光束通過(guò)第一準(zhǔn)直器13輸出后，垂直地入射在第一高反鏡14上，并通過(guò)第一高反鏡14將第一激光束反射入射到耦合器12中。第二激光束入射到第一光纖偏振控制器15，通過(guò)調(diào)節(jié)第一光纖偏振控制器15使得第二激光束平行于第一激光束，第二激光束經(jīng)調(diào)節(jié)后入射到第二高反鏡17。

微動(dòng)平臺(tái)18與計(jì)算機(jī)24連接，計(jì)算機(jī)24通過(guò)內(nèi)置程序可對(duì)微動(dòng)平臺(tái)18進(jìn)行控制，且微動(dòng)平臺(tái)18與第二高反鏡17連接，所以計(jì)算機(jī)24可通過(guò)控制微動(dòng)平臺(tái)18使得第二高反鏡17沿光路的方向上往復(fù)移動(dòng)，繼而通過(guò)調(diào)節(jié)第二準(zhǔn)直器16與第二高反鏡17之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)第一激光束和第二激光束之間的光延遲。

第二激光束經(jīng)過(guò)第二高反鏡17反射后，經(jīng)過(guò)第二準(zhǔn)直器16和第一光纖偏振控制器15入射到光纖耦合器12，由于第二激光束相對(duì)于第一激光束存在延遲，所以在光纖耦合器12內(nèi)將產(chǎn)生干涉信號(hào)，為了將該干涉信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)達(dá)到最大值，則需要通過(guò)調(diào)節(jié)第一偏振控制器，使得第一激光束的偏振態(tài)基本與第二激光器的偏振態(tài)相同，從而使得干涉信號(hào)的幅度為最大值。

光纖耦合器12將該干涉信號(hào)輸出到第二偏振控制器19中，由于KTP倍頻晶體21對(duì)入射激光脈沖信號(hào)的偏振態(tài)具有選擇性，不同偏振態(tài)的激光具有不同的入射轉(zhuǎn)化率，所以通過(guò)第二偏振控制器19對(duì)干涉信號(hào)的偏振態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使得被測(cè)的信號(hào)具有最佳的轉(zhuǎn)化率。再通過(guò)大芯徑光纖22的傳輸入射到光譜儀中，通過(guò)與計(jì)算機(jī)24連接的光譜儀23對(duì)入射信號(hào)進(jìn)行掃描，最后在計(jì)算機(jī)24上實(shí)現(xiàn)對(duì)激光脈沖實(shí)時(shí)的測(cè)量，并實(shí)時(shí)顯示脈沖寬度數(shù)據(jù)。

然而，該自相關(guān)儀采用的是普通光纖和空氣作為激光脈沖傳播的媒介，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)激光脈沖寬度精確的測(cè)量，則需要對(duì)第一光纖偏振控制器15和第二光纖偏振控制器19進(jìn)行調(diào)節(jié)，方能使得干涉信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)到達(dá)最大值，才能對(duì)激光脈沖寬度進(jìn)行測(cè)量，這樣導(dǎo)致該自相關(guān)儀存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)節(jié)難度大、測(cè)量不精確等缺點(diǎn)。同時(shí)，該自相關(guān)儀采用普通光纖和空氣作為激光脈沖作為傳播介質(zhì)，容易受到溫度變化帶來(lái)的振動(dòng)的影響，且容易受到外界環(huán)境干擾，光損耗高，使得該自相關(guān)儀無(wú)法在一些復(fù)雜的戶(hù)外環(huán)境進(jìn)行測(cè)量使用，大大地影響自相關(guān)儀在不同環(huán)境下的適用性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種便于使用且工作穩(wěn)定的自相關(guān)儀。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種自相關(guān)儀，該自相關(guān)儀其在沿光路的方向上設(shè)置有保偏耦合器、第一準(zhǔn)直器、第一反射鏡、延遲裝置、倍頻裝置、光電探測(cè)器，其中，保偏耦合器的第一端與第一保偏光纖連接，保偏耦合器的第二端通過(guò)第二保偏光纖連接于第一準(zhǔn)直器的第一端，保偏耦合器的第三端通過(guò)第三保偏光纖連接于延遲裝置，保偏耦合器的第四端通過(guò)第四保偏光纖連接于倍頻裝置，倍頻裝置通過(guò)第五保偏光纖連接于激光探測(cè)器。