[發明專利]超快激光脈沖的全相位測量及鎖定方法和相應的裝置

有效

• 申請號: 201910154175.0
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN109813451B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 方少波;魏志義;黃沛;高亦談;趙昆
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;李科

1.一種超快激光脈沖的全相位測量方法，所述超快激光脈沖的光譜范圍大于一個倍頻程，所述方法包括如下步驟：

步驟一：將所述超快激光脈沖分成第一光束和第二光束，其中，所述第一光束包含波長λ₀的基頻光，所述第二光束包含波長2λ₀的光；

步驟二：將所述波長2λ₀的光倍頻至波長λ₀，再與所述波長λ₀的基頻光發生干涉；

步驟三：對所述干涉的干涉光譜進行傅里葉變換；以及

步驟四：基于所述傅里葉變換的結果獲取波長λ₀的基頻光和倍頻光之間的相對包絡延時RED和載波包絡相位CEP，其中

在所述步驟四的所述傅里葉變換的結果中，第一個峰值點的橫坐標和縱坐標分別表示所述相對包絡延時RED和總的相對相位RTP。

2.根據權利要求1所述的全相位測量方法，其中，所述超快激光脈沖的光譜范圍為450nm-1000nm。

3.根據權利要求2所述的全相位測量方法，其中，所述λ₀為480nm。

4.根據權利要求1所述的全相位測量方法，其中，根據如下公式計算所述載波包括相位CEP：

其中，Ф為總的相對相位RTP，w為所述超快激光脈沖的頻率，Δt為相對包絡延時RED，為載波包絡相位CEP。

5.根據權利要求1-3中任一項所述的全相位測量方法，還包括：

步驟五：基于所述相對包絡延時RED和所述載波包括相位CEP進行反饋鎖定的步驟。

6.一種超快激光脈沖的全相位測量裝置，包括：

超快激光源，用于發射光譜范圍大于一個倍頻程的超快激光脈沖；

分束元件，用于將所述超快激光脈沖分成第一光束和第二光束，其中，所述第一光束包含波長λ₀的基頻光，所述第二光束包含波長2λ₀的光；

至少一個光程調節部件，用于調節所述第一光束或所述第二光束的光程；

合束元件，設置于所述至少一個光程調節部件之后，用于將所述第一光束和第二光束合束；

倍頻晶體，用于將波長2λ₀的光倍頻至λ₀；

偏振調節部件，用于調節波長λ₀的基頻光和波長λ₀的倍頻光的偏振方向以使二者發生干涉；

光譜采集裝置，用于采集所述干涉的光譜圖樣；以及

數據處理單元，用于將所述光譜圖樣進行傅里葉變換并提取波長λ₀的基頻光和倍頻光之間的相對包絡延時RED和載波包絡相位CEP，其中

在所述傅里葉變換的結果中，第一個峰值點的橫坐標和縱坐標分別表示所述相對包絡延時RED和總的相對相位RTP。

7.根據權利要求6所述的超快激光脈沖的全相位測量裝置，還包括反饋控制單元，用于將所述相對包絡延時RED反饋給所述至少一個光程調節部件，以及將所述載波包絡相位CEP反饋給所述超快激光源。

8.根據權利要求6或7所述的超快激光脈沖的全相位測量裝置，其中，所述數據處理單元根據如下公式計算所述載波包括相位CEP：

其中，Ф為總的相對相位RTP，w為所述超快激光脈沖的頻率，Δt為相對包絡延時RED，為載波包絡相位CEP。