[發明專利]飛秒差分光克爾門及基于該光克爾門的成像裝置和方法

有效

• 申請號: 201410315037.3
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104111569B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 司金海;許士超;譚文疆;占平平;陳烽;侯洵
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G03B39/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種飛秒差分光克爾門，其特征在于：包括沿光路方向依次設置的起偏器(11)、光克爾介質(12)和第一分束片(14)，第一分束片(14)將光路分為透射光路和反射光路，其中透射光路上設有第一檢偏器(17)，反射光路上設有第二檢偏器(18)，且起偏器(11)的偏振方向與光路中光的偏振方向相同，第一檢偏器(17)的偏振方向與起偏器(11)的偏振垂直方向呈2～5°正的外差角，第二檢偏器(18)的偏振方向與起偏器(11)的偏振垂直方向呈2～5°負的外差角。

2.根據權利要求1所述的飛秒差分光克爾門，其特征在于：還包括設置在透射光路上的第一四分之一波片(15)和設置在反射光路上的第二四分之一波片(16)，且第一四分之一波片(15)設置在分束片(14)和第一檢偏器(17)之間，第二四分之一波片(16)設置在分束片(14)和第二檢偏器(18)之間。

3.根據權利要求2所述的飛秒差分光克爾門，其特征在于：當未設置第一四分之一波片(15)和第二四分之一波片(16)時，飛秒差分光克爾門開啟后，第一檢偏器(17)的透射光電場強度正比于第二檢偏器(18)的透射光電場強度正比于飛秒差分光克爾門的透射光電場強度正比于4θE₀H_imaginary；

當設置有第一四分之一波片(15)和第二四分之一波片(16)時，飛秒差分光克爾門開啟后，第一檢偏器(17)的透射光電場強度正比于第二檢偏器(18)的透射光電場強度正比于飛秒差分光克爾門的透射光電場強度正比于4θE₀H_real；

其中H_real和H_imaginary分別為普通光克爾門透射光電場的實部與虛部，θ為外差角，E₀為光克爾介質前入射光電場。

4.根據權利要求2或3所述的飛秒差分光克爾門，其特征在于：所述的第一四分之一波片(15)和第二四分之一波片(16)的長軸方向與起偏器(11)的夾角均為0°；且第一四分之一波片(15)和第二四分之一波片(16)均為零級波片，其材質為石英材質或BK玻璃。

5.根據權利要求1-3中任意一項所述的飛秒差分光克爾門，其特征在于：所述的起偏器(11)、第一檢偏器(17)和第二檢偏器(18)均為棱鏡偏振器或消光比大于10⁴:1的薄膜偏振器。

6.根據權利要求1-3中任意一項所述的飛秒差分光克爾門，其特征在于：所述的光克爾介質(12)為二硫化碳、硝基苯、鈦酸鍶鋇、石英玻璃、重火石玻璃、鉍酸鹽玻璃、碲酸鹽玻璃、酞菁衍生物或C₆₀衍生物。

7.一種基于飛秒差分光克爾門的成像裝置，其特征在于：包括飛秒激光器(1)，在飛秒激光器(1)的發射光路上設有第二分束片(2)，第二分束片(2)將光路分成探測光路和開關光路，其中探測光路上依次設有待測目標(8)、散射介質(9)、第一凸透鏡(10)、起偏器(11)、光克爾介質(12)和第一分束片(14)，第一分束片(14)將探測光路分為透射光路和反射光路，其中透射光路上依次設有第一四分之一波片(15)、第一檢偏器(17)、第三凸透鏡(19)和第一單脈沖觸發CCD(21)，反射光路上依次設有第二四分之一波片(16)、第二檢偏器(18)、第四凸透鏡(20)和第二單脈沖觸發CCD(22)；且起偏器(11)的偏振方向與探測光路中的飛秒探測脈沖光的偏振方向相同，第一檢偏器(17)的偏振方向與起偏器(11)的偏振垂直方向呈2～5°正的外差角，第二檢偏器(18)的偏振方向與起偏器(11)的偏振垂直方向呈2～5°負的外差角；開關光路上依次設有用于調整開關光路中的飛秒開關脈沖光的偏振方向的半波片(4)、調節飛秒開關脈沖光的光程的光學延時線(5)和第二凸透鏡(7)，且飛秒開關脈沖光入射到光克爾介質(12)內部的空間位置與飛秒探測脈沖光入射到光克爾介質(12)內部的空間位置重合。

8.根據權利要求7所述的基于飛秒差分光克爾門的成像裝置，其特征在于：所述的待測目標(8)設置在第一凸透鏡(10)的前焦面上，光克爾介質(12)設置在第一、第二凸透鏡(10、7)的后焦面上并同時設置在第三凸透鏡(19)的前焦面上，第一單脈沖觸發CCD(21)設置在第三凸透鏡(19)的后焦面上，第二單脈沖觸發CCD(22)設置在第四凸透鏡(20)的后焦面上。