[發明專利]一種單發紫外超短脈沖脈寬測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201611138966.7
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106855437B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 程雪梅;陳浩偉;任兆玉;張倩;白晉濤
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

1.一種單發紫外超短脈沖脈寬測量裝置，包括測量底板和激光器，其特征在于，所述測量底板上安裝有三倍頻器(1)、雙色分束鏡(2)、第一平移臺(3)、第二平移臺(4)、第一紫外光反射鏡(5)、第二紫外光反射鏡(6)、第三紫外光反射鏡(7)、第一近紅外光反射鏡(8)、第二近紅外光反射鏡(9)、第三近紅外光反射鏡(10)、第四近紅外光反射鏡(11)、第五近紅外光反射鏡(12)和第六近紅外光反射鏡(13)、非線性晶體(14)、自相關儀(15)和成像裝置(16)；其中，第一平移臺(3)上安裝第一紫外光反射鏡(5)和第二紫外光反射鏡(6)，第二平移臺(4)上安裝第一近紅外光反射鏡(8)和第二近紅外光反射鏡(9)；

激光器發射激光經過三倍頻器(1)出射紫外光脈沖和近紅外光脈沖，紫外光脈沖經由雙色分束鏡(2)反射，近紅外光脈沖經由雙色分束鏡(2)透射；

經由雙色分束鏡(2)反射的紫外光脈沖經由第一紫外光反射鏡(5)、第二紫外光反射鏡(6)和第三紫外光反射鏡(7)依次反射，入射到非線性晶體(14)內；

通過調節第六近紅外光反射鏡(13)使其偏離近紅外光脈沖的入射路徑，經由雙色分束鏡(2)透射的近紅外光脈沖經由第一近紅外光反射鏡(8)、第二近紅外光反射鏡(9)、第三近紅外光反射鏡(10)和第四近紅外光反射鏡(11)依次反射，入射到非線性晶體(14)內；

通過調節第六近紅外光反射鏡(13)使其處于近紅外光脈沖的入射路徑上，經由雙色分束鏡(2)透射的近紅外光脈沖經由第一近紅外光反射鏡(8)、第二近紅外光反射鏡(9)、第三近紅外光反射鏡(10)、第四近紅外光反射鏡(11)、第六近紅外光反射鏡(13)和第五近紅外光反射鏡(12)，入射到自相關儀(15)內；

通過成像裝置(16)觀察紫外光脈沖和近紅外光脈沖的差頻信號。

2.一種應用權利要求1所述的單發紫外超短脈沖脈寬測量裝置進行脈寬測量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，激光器發射激光，激光經由三倍頻器(1)出射紫外光脈沖和近紅外光脈沖，紫外光脈沖經由雙色分束鏡(2)反射，近紅外光脈沖經由雙色分束鏡(2)透射；

步驟2，經由雙色分束鏡(2)反射的紫外光脈沖和經由雙色分束鏡透射的近紅外光脈沖以一定角度入射到非線性晶體(14)中，二者在非線性晶體(14)內相交；

步驟3，調節紫外光脈沖或者近紅外光脈沖的光程，使得二者在非線性晶體(14)中相交處的時間同步；

步驟4，調整非線性晶體(14)的相位匹配角度，直到在成像裝置(16)上觀察到紫外光脈沖和近紅外光脈沖的差頻信號；

步驟5，調節紫外光脈沖或者近紅外光脈沖的光程，對所述紫外超短脈沖的脈寬測量裝置進行校準，得到校準系數；

步驟6，根據步驟5得到的校準系數和步驟4中的差頻信號，得到紫外光脈沖和近紅外光脈沖的強度互相關信號的時間寬度τ_p；

步驟7，測量近紅外光脈沖的脈寬t_p1；

步驟8，根據公式計算出紫外光脈沖寬度t_p2。

3.如權利要求2所述的應用權利要求1所述的單發紫外超短脈沖脈寬測量裝置進行脈寬測量的方法，其特征在于，所述步驟2中的經由雙色分束鏡(2)反射的紫外光脈沖和經由雙色分束鏡(2)透射的近紅外光脈沖以一定角度入射到非線性晶體(14)中，二者在非線性晶體(14)內相交；具體實現過程如下：

經由雙色分束鏡(2)反射的紫外光脈沖經由第一紫外光反射鏡(5)、第二紫外光反射鏡(6)和第三紫外光反射鏡(7)依次反射，垂直入射到非線性晶體(14)內；

調節第六近紅外光反射鏡(13)使其偏離近紅外光脈沖的入射路徑，經由雙色分束鏡(2)透射的近紅外光脈沖經由第一近紅外光反射鏡(8)、第二近紅外光反射鏡(9)、第三近紅外光反射鏡(10)和第四近紅外光反射鏡(11)依次反射，入射到非線性晶體(14)內；

通過調節第三近紅外光反射鏡(10)和第四近紅外光反射鏡(11)使得近紅外光脈沖與紫外光脈沖在非線性晶體(14)內相交，夾角小于5°。