[實用新型]一種測量皮秒激光脈沖寬度的自相關(guān)測量儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720978478.0
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN207114035U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李亦易;張貞;王鵬;郭源;劉鳴華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 北京天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11386
• 代理人: 龐許倩,馬東偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及測量皮秒激光脈沖寬度技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測量皮秒激光脈沖寬度的自相關(guān)測量儀。

背景技術(shù)

皮秒激光脈沖的時間寬度是衡量激光脈沖的一個重要基本指標(biāo)。皮秒脈沖激光由于其脈寬極窄，只有幾十個或一百多個皮秒，具有高峰值功率、光譜分辨率高，在超快化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究以及高分辨醫(yī)學(xué)相干成像上都具有其獨特的優(yōu)勢。皮秒激光脈寬的穩(wěn)定性是皮秒激光器鎖模穩(wěn)定的重要指標(biāo)，相應(yīng)的脈寬檢測和監(jiān)測是使用皮秒激光器的前提。現(xiàn)有的光電探測器、寬帶示波器由于其操作復(fù)雜、成本較大等原因已無法滿足這樣的測量要求。

自從1977年J.Janszky，G.Corradi和R.N.Gyuzalian首次提出測量單次超短脈沖的非共線單次自相關(guān)法以來，人們在方法和儀器構(gòu)型上不斷改進，力求達(dá)到更高的靈敏度和分辨率。例如1981年R.Wyatt和E.E.Marinero利用衍射光柵進行擴束和時間延遲，搭建了時間分辨率小于1ps的二次諧波單次自相關(guān)系統(tǒng)。1987年F.Salin，P.Georges，G.Roger和A.Brun研制出了優(yōu)于50fs時間分辨率的單次自相關(guān)儀。

自相關(guān)儀一般采用掃描的方式來獲得光束間的時間延遲，適用于超短脈寬、高重復(fù)頻率激光的測量。自相關(guān)技術(shù)是將時間尺度的窄脈沖寬度轉(zhuǎn)換成空間尺度的測量，將光強度轉(zhuǎn)換成相關(guān)函數(shù)的測量。但是，現(xiàn)有技術(shù)中單次自相關(guān)系統(tǒng)雖然在靈敏度、測量范圍、分辨率上都有大幅的提升，但因其造價成本昂貴，系統(tǒng)復(fù)雜，操作繁瑣而使得其應(yīng)用受到限制。

實用新型內(nèi)容

鑒于上述的分析，本實用新型旨在提供一種測量皮秒激光脈沖寬度的自相關(guān)測量儀，用以解決現(xiàn)有設(shè)備成本昂貴、系統(tǒng)復(fù)雜、操作繁瑣的問題。

本實用新型的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種測量皮秒激光脈沖寬度的自相關(guān)測量儀，包括光學(xué)平臺，所述光學(xué)平臺上固定有入射光光闌組件，反射鏡，分束鏡，直角棱鏡，后向反射器，第一透鏡，倍頻晶體，濾波片、第二透鏡、光闌，光電二極管探測器；

所述入射光光闌組件與所述反射鏡位于第一直線上，所述反射鏡與所述第一直線夾角45°；所述反射鏡與分束鏡和后向反射器位于第二直線上，所述第一直線垂直于所述第二直線；所述分束鏡與反射鏡鏡面平行設(shè)置，所述分束鏡的正右側(cè)設(shè)置有直角棱鏡，正左側(cè)依次設(shè)置有第一透鏡，倍頻晶體，濾光片，第二透鏡，光闌以及光電二極管探測器。

本實用新型使用倍頻晶體和光電二極管(PD)探測器的組合來產(chǎn)生和探測信號，代替了倍頻晶體和光電倍增管組合，極大降低了結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和造價成本，同時也擴大了波長的適用范圍。

進一步的，所述入射光光闌組件包括第一入射光光闌和第二入射光光闌，所述第一入射光光闌和所述第二入射光光闌的高度一致且可調(diào)節(jié)大小。

本實用新型中的光闌能夠校準(zhǔn)入射激光的準(zhǔn)直以及防止反射鏡反射回來的光進入激光器，并在激光腔中的腔鏡與干涉儀之間形成振蕩，從而影響激光鎖模的穩(wěn)定性。

進一步的，所述后向反射器固定在臺面為50mm×50mm的一維手動精密平移臺A上，所述一維手動精密平移臺A由上臺面和下臺面組成，所述上臺面位于所述下臺面的上方，通過高精度測微頭控制所述上臺面相對于下臺面移動。

進一步的，所述一維手動精密平移臺A固定在精密位移平臺上，所述精密位移平臺能夠移動，所述精密位移平臺的行程為0～50mm。

進一步的，所述精密位移平臺通過步進電機驅(qū)動。

進一步的，所述第一透鏡固定在一維手動精密平移臺B上，所述一維手動精密平移臺B能夠相對于所述倍頻晶體移動。

進一步的，所述倍頻晶體固定在倍頻晶體旋轉(zhuǎn)支架上，所述倍頻晶體旋轉(zhuǎn)支架能夠進行0～360°旋轉(zhuǎn)。

進一步的，所述倍頻晶體旋轉(zhuǎn)支架包括晶體卡套和旋轉(zhuǎn)臺，所述晶體卡套固定于所述旋轉(zhuǎn)臺上，所述倍頻晶體放置于所述晶體卡套中。

本實用新型有益效果如下：

(1)本實用新型實時原位皮秒激光脈沖自相關(guān)儀采用非共線的方式進行測試，能夠消除背景的干擾，獲得較高的測量精度；

(2)本實用新型實時原位皮秒激光脈沖自相關(guān)儀結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉、易操作、易搭建、易調(diào)試、適用范圍廣，可連續(xù)改變所測激光脈沖的時間范圍，具有較高的靈敏度和分辨率，可適應(yīng)多種應(yīng)用要求；