[發(fā)明專利]一種高速光學(xué)延遲線

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810383515.2
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108398780A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐德;丁宇潔;王艷茹;冉錚惠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院計量測試中心
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 北京盈天科地知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11645
• 代理人: 任麗娜

本發(fā)明公開一種高速光學(xué)延遲線，包括線性電動位移臺、移動直角反射鏡組、固定直角反射鏡組，其中，移動直角反射鏡組固定在線性電動位移臺的滑動臺面上，固定直角反射鏡組固定不動。移動直角反射鏡組和固定直角反射鏡組中直角反射鏡的對數(shù)可以相同，也可以不同，具體數(shù)目可根據(jù)系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)和光學(xué)掃描延遲要求設(shè)定。該高速光學(xué)延遲線，能夠在線性電動位移臺較低的移動速度和較小的行程下，實現(xiàn)較高的掃描速度和較大的掃描范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)掃描技術(shù)領(lǐng)域，涉及光學(xué)延遲裝置，尤其是一種高速光學(xué)延遲線，適用于太赫茲時域光譜系統(tǒng)和電光采樣系統(tǒng)的高速光學(xué)延遲掃描。

背景技術(shù)

在太赫茲時域光譜系統(tǒng)和電光采樣系統(tǒng)中，都需要采用可變光學(xué)延遲手段來改變兩路光之間的相對延遲，實現(xiàn)超短光脈沖對待測脈沖波形的掃描和探測。目前常用的光學(xué)延遲手段主要有線性電動位移臺、圓漸開線、光纖伸縮器以及異步光學(xué)采樣等，其中，線性電動位移臺由于簡單易用，掃描長度不受限制，成本相對較低，是目前最常用的方法。在該方法中，通常將兩個直角反射鏡固定在位移臺上，光束經(jīng)兩次反射發(fā)生一次往返，使光程隨著位移臺的移動發(fā)生改變，實現(xiàn)相對時延的改變。為了保證較高的位移精度和平穩(wěn)性，位移臺的速度往往較低，因此，單次掃描時間較長，通常達到數(shù)分鐘以上。尤其當(dāng)需要大范圍掃描時，所需位移臺的尺寸非常大，掃描時間達到幾個小時，測量效率非常低，且整套系統(tǒng)的體積將非常龐大。

因此，開發(fā)一種高速光學(xué)延遲線，在提高速度的同時保證較高的位移精度，并實現(xiàn)裝置的小型化，對于太赫茲時域光譜系統(tǒng)和電光采樣系統(tǒng)都具有重要價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種高速光學(xué)延遲線，其掃描速度快、位移精度高、體積小，從而縮短太赫茲時域光譜系統(tǒng)和電光采樣系統(tǒng)的掃描時間，提高測量效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高速光學(xué)延遲線，包括線性電動位移臺、移動直角反射鏡組、固定直角反射鏡組，其中，移動直角反射鏡組固定在線性電動位移臺的滑動臺面上，固定直角反射鏡組固定不動。移動直角反射鏡組和固定直角反射鏡組中直角反射鏡的對數(shù)可以相同，也可以不同，具體數(shù)目可根據(jù)系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)和光學(xué)掃描延遲要求設(shè)定。

在該裝置中，其中第一種工作方式為：入射光首先入射在其中一組直角反射鏡組上，經(jīng)過N次往返后從另一組直角反射鏡組的最后一片直角反射鏡出射。設(shè)線性電動位移臺經(jīng)過時間t的移動距離為L₀，則在該時間內(nèi)光程的改變量為L_b=N·L₀，從而使延遲線的掃描速度與線性電動位移臺移動速度相比提高了N倍。

第二種工作方式為：入射光首先入射在其中一組直角反射鏡組上，經(jīng)過N次往返后從同一組直角反射鏡組的最后一片直角反射鏡出射。該方式計算方法與第一種方式是完全等效的。

在該光學(xué)延遲線裝置中，線性電動位移臺的作用是驅(qū)動移動直角反射鏡組按照所需速度和行程移動，使移動直角反射鏡組和固定直角反射鏡組之間的相對位移逐漸變化，從而改變其上傳輸光束的光程。

在第一種工作方式中，移動直角反射鏡組和固定直角反射鏡組分別由2N個直角反射鏡組合固定而成；在第二種工作方式中，其中一組直角反射鏡組包含2N個直角反射鏡，而另一組包含2(N-1)個直角反射鏡。每個直角反射鏡的斜面鍍與所需反射激光波長匹配的高反射率膜，來降低多次反射造成的激光功率損耗。

本發(fā)明的效果和益處是：