[發(fā)明專利]單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量裝置及測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711308748.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107884079A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉祥明;彭曉世;理玉龍;徐濤;查為懿;魏惠月;梅雨;劉永剛;關(guān)贊洋;楊冬;王峰;劉慎業(yè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號(hào): G01J11/00
• 分類號(hào): G01J11/00
• 代理公司: 重慶為信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)50216
• 代理人: 蔡冬彥

1.一種單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量裝置，其特征在于：包括分束鏡(1)、CCD(21)、第一光路(A)、第二光路(B)、克爾效應(yīng)模塊(C)和成像模塊(D)；

待測(cè)量的一束超短激光脈沖由所述分束鏡(1)透射形成一束泵浦光、反射形成一束探測(cè)光，所述泵浦光和探測(cè)光各自經(jīng)第一光路(A)和第二光路(B)先后進(jìn)入克爾效應(yīng)模塊(C)，從克爾效應(yīng)模塊(C)出射的部分探測(cè)光經(jīng)成像模塊(D)成像到CCD(21)上，其中，從第一光路(A)出射的所述泵浦光與從第二光路(B)出射的探測(cè)光的傳播方向之間的夾角大于0°且小于90°。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量裝置，其特征在于：所述克爾效應(yīng)模塊(C)包括克爾介質(zhì)(15)、第一偏振片(5)、第二偏振片(14)和第三偏振片(17)，其中，所述第一偏振片(5)和第二偏振片(14)的偏振方向夾角大于0°且小于90°，所述第二偏振片(14)和第三偏振片(17)的偏振方向垂直；

所述第一偏振片(5)和第二偏振片(14)均位于克爾介質(zhì)(15)的前方，且三者之間的連線為三角形，所述第三偏振片(17)位于克爾介質(zhì)(15)的后方，并與第二偏振片(14)和克爾介質(zhì)(15)同軸設(shè)置；

從第一光路(A)出射的所述泵浦光經(jīng)第一偏振片(5)射向克爾介質(zhì)(15)，從第二光路(B)出射的所述探測(cè)光依次經(jīng)第二偏振片(14)、克爾介質(zhì)(15)和第三偏振片(17)后射向成像模塊(D)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量裝置，其特征在于：所述第一偏振片(5)和克爾介質(zhì)(15)之間設(shè)置有狹縫(6)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量裝置，其特征在于：所述克爾介質(zhì)(15)和第三偏振片(17)之間設(shè)置有光闌(16)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量裝置，其特征在于：所述第一光路(A)由至少一個(gè)反射鏡組成，所述第二光路(B)均由至少兩個(gè)反射鏡以及設(shè)置在其中兩個(gè)相鄰反射鏡之間的延遲組件，所述泵浦光在第一光路(A)中的傳遞時(shí)間小于探測(cè)光在第二光路(B)中的傳遞時(shí)間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量裝置，其特征在于：所述延遲組件包括平移臺(tái)以及至少兩個(gè)設(shè)置在該平移臺(tái)上的反射鏡，其中，相鄰反射鏡的鏡面相互垂直。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量裝置，其特征在于：在所述第二光路(B)的出射端設(shè)置有準(zhǔn)直擴(kuò)束組件(13)，該準(zhǔn)直擴(kuò)束組件(13)由至少一個(gè)準(zhǔn)直鏡片和至少一個(gè)擴(kuò)束鏡片組成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量裝置，其特征在于：所述成像模塊(D)包括顯微物鏡(20)和至少一個(gè)成像透鏡，所述顯微物鏡(20)位于CCD(21)和最后一個(gè)成像透鏡之間；

從克爾效應(yīng)模塊(C)出射的所述探測(cè)光依次經(jīng)過(guò)各個(gè)成像透鏡后，再由顯微物鏡(20)成像到CCD(21)上。

9.一種單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量方法，其特征在于，按照以下步驟進(jìn)行：

S1：調(diào)整第二光路(B)，使第二光路(B)的光路長(zhǎng)于第一光路(A)出射的光路；

S2：向單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量裝置發(fā)射一束超短激光脈沖，通過(guò)CCD(21)記錄單發(fā)次超短激光脈沖的圖像，該圖像作為背景圖像；

S3：調(diào)整第二光路(B)，使第二光路(B)的光路等于第一光路(A)出射的光路；

S4：向單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量裝置發(fā)射一束超短激光脈沖，通過(guò)CCD(21)記錄單發(fā)次超短激光脈沖的圖像，該圖像作為信號(hào)圖像；

S5：對(duì)背景圖像和信號(hào)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到單發(fā)次超短激光脈沖的寬度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單發(fā)次超短激光脈沖寬度測(cè)量方法，其特征在于，步驟S5中數(shù)據(jù)處理的方法按照以下步驟進(jìn)行：

S51：在背景圖像和信號(hào)圖像中與x軸的對(duì)應(yīng)方向上截取光強(qiáng)分布；

S52：將截取的信號(hào)光強(qiáng)減去背景光強(qiáng)并作歸一化處理獲得相關(guān)函數(shù)；

S53：對(duì)相關(guān)函數(shù)進(jìn)行擬合，得到單發(fā)次超短激光脈沖的寬度。