[發明專利]測試單次互相關器動態范圍的方法及其裝置

有效

• 申請號: 202110901510.6
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113758678B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 馬金貴;錢列加;袁鵬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種測試單次互相關器動態范圍的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、合成具有高空間對比度的待測光束

選取一束波長和偏振與原待測光束的波長和偏振相同的飛秒激光束，使其聚焦在互相關晶體表面形成強而窄的飛秒光束，模擬原待測光束的脈沖主峰；

選取一束波長和偏振與原待測光束的波長和偏振相同的連續激光束，且該連續激光束的橫向寬度不小于原待測光束的寬度，模擬原待測光束的噪聲本底；

調整所述的連續激光束，使其入射在所述的互相關晶體表面，并與所述的飛秒光束的焦線合成空間高對比度的合成光束，模擬一個時間高對比度的待測脈沖；

步驟二、合成光束與取樣光束的互相關：

選取一束波長和偏振與原取樣光束的波長和偏振相同的取樣光束；

調整所述的取樣光束，使其入射在所述的互相關晶體表面，與所述的合成光束在所述的互相關晶體中進行非共線互相關作用；調整所述的取樣光束的時間延時，使取樣光束與合成光束中飛秒光束同步到達所述的互相關晶體，產生強的互相關信號主峰，所述的取樣光束與合成光束中的連續激光束始終時間重疊，產生弱的互相關信號本底；

調整所述的取樣光束與合成光束的非共線夾角，使兩者在所述的互相關晶體中群速度匹配，保證取樣光束與合成光束中的飛秒光束和連續激光束有相當的作用區域；

步驟三、互相關信號的探測與分析：

提高取樣光束的強度至損傷閾值附近并固定不變；

提高合成光束中的飛秒窄光束的強度至損傷閾值附近，此時產生的互相關信號主峰最強，經足夠倍數衰減后被探測系統接收；

降低合成光束中的連續激光束的強度，直至探測器無法有效分辨為止，此時產生的互相關信號最弱；

最強的互相關信號主峰與最弱的互相關信號本底的強度比值即為所述單次互相關器的動態范圍。

2.根據權利要求1所述的測試單次互相關器動態范圍的方法，其特征在于取樣光束是寬光束，或窄光束，取決于取樣光束的能量；如果取樣光束能量大，那么取樣光束是寬光束，此時所述單次互相關器工作于單發次測量模式；如果取樣光束能量低，那么取樣光束需要變成窄光束來保證光強，此時可將取樣窄光束進行橫向空間掃描，依次與合成光束中的連續激光束與飛秒窄光束進行互相關作用。

3.根據權利要求1所述的測試單次互相關器動態范圍的方法，其特征在于互相關過程是和頻、差頻或光參量放大非線性頻率轉換過程。

4.根據權利要求1所述的測試單次互相關器動態范圍的方法，其特征在于所述的損傷閾值為10-1000GW/cm²。

5.一種實施權利要求1-4任一所述的測試單次互相關器動態范圍的方法的測試裝置，其特征在于，包括柱透鏡(2)、互相關晶體(7)、合束片(6)和空間并行探測系統(10)；

待測光束(1)經所述的柱透鏡(2)聚焦至所述的互相關晶體(7)的表面，形成強而窄的飛秒光束；

連續激光束(5)經所述的合束片(6)反射后沿著待測光束(1)的傳輸方向入射至所述的互相關晶體(7)的表面，與所述的飛秒光束在所述的互相關晶體(7)表面的焦線(3)合成為空間高對比度的合成光束；

取樣光束(4)入射至所述的互相關晶體(7)的表面，并與所述的合成光束進行非共線互相關作用，其中，所述的飛秒光束的焦線(3)與取樣光束(4)作用產生互相關信號主峰(9)，連續激光束(5)與取樣光束(4)作用產生互相關信號本底(8)；產生的互相關信號被空間并行探測系統(10)接收測量。

6.根據權利要求5所述的測試裝置，其特征在于，所述的空間并行探測系統(10)是CCD、CMOS、或者配有光纖陣列接口的光電倍增管。