[發(fā)明專利]基于三倍頻調(diào)制采樣的激光脈沖特性測(cè)量裝置及測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210307397.3
• 申請(qǐng)日: 2022-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN114659648A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹華保;黃沛;付玉喜;袁浩;王向林;王虎山;劉柯陽;林華;王屹山;趙衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01J11/00
• 分類號(hào): G01J11/00;G01J9/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 趙逸宸

1.一種基于三倍頻調(diào)制采樣的激光脈沖特性測(cè)量裝置，其特征在于：包括激光器(1)和在激光器(1)的出射光路上設(shè)置的第一分束片(2)，第一分束片(2)將出射激光分為兩路，分別為參考光和待測(cè)光；

在參考光的光路上依次設(shè)有用于調(diào)節(jié)參考光光強(qiáng)的第二分束片(3)、用于折轉(zhuǎn)光路的第一反射鏡(4)、凹面銀鏡(5)、用于三倍頻的介質(zhì)片(6)和CCD相機(jī)(8)；所述參考光依次通過第二分束片(3)、第一反射鏡(4)、凹面銀鏡(5)及介質(zhì)片(6)后形成第一三倍頻光，入射至CCD相機(jī)(8)；

在待測(cè)光的光路上設(shè)有第三分束片(11)，將待測(cè)光分為反射的基頻光與透射的信號(hào)光；基頻光的光路上依次設(shè)有第二反射鏡(10)和用于合束的尖劈對(duì)(9)；信號(hào)光的光路上設(shè)有用于調(diào)節(jié)信號(hào)光光程的延遲線(14)，經(jīng)過延遲線(14)的信號(hào)光入射至尖劈對(duì)(9)；

所述基頻光與信號(hào)光經(jīng)尖劈對(duì)(9)合束后入射至凹面銀鏡(5)，反射后入射至介質(zhì)片(6)，形成第二三倍頻光，入射至CCD相機(jī)(8)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三倍頻調(diào)制采樣的激光脈沖特性測(cè)量裝置，其特征在于：

還包括設(shè)置在介質(zhì)片(6)和CCD相機(jī)(8)之間的濾波片(7)，用于去除基頻光與信號(hào)光，保留三倍頻光。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于三倍頻調(diào)制采樣的激光脈沖特性測(cè)量裝置，其特征在于：

所述延遲線(14)安裝在光學(xué)平臺(tái)上的壓電陶瓷上，延遲線(14)包括垂直設(shè)置的第三反射鏡(12)和第四反射鏡(13)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于三倍頻調(diào)制采樣的激光脈沖特性測(cè)量裝置，其特征在于：

所述第一分束片(2)、第二分束片(3)和第三分束片(11)的分光比均為1:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于三倍頻調(diào)制采樣的激光脈沖特性測(cè)量裝置，其特征在于：

所述第一反射鏡(4)、第二反射鏡(10)、第三反射鏡(12)和第四反射鏡(13)均為高反鏡，反射率大于99％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的基于三倍頻調(diào)制采樣的激光脈沖特性測(cè)量裝置，其特征在于：

所述介質(zhì)片(6)為30μm厚的片狀，其材料為熔石英；

所述凹面銀鏡(5)的焦距為100mm；

所述CCD相機(jī)(8)為硅基的可見光相機(jī)。

7.一種基于三倍頻調(diào)制采樣的激光脈沖特性測(cè)量方法，利用權(quán)利要求1-6任一所述的激光脈沖特性測(cè)量裝置，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)激光器(1)發(fā)出激光，經(jīng)過第一分束片(2)后分為反射光和透射光；其中，反射光作為參考光，透射光為待測(cè)光；

步驟2)參考光依次經(jīng)過入射第二分束片(3)以及第一反射鏡(4)，反射后入射至凹面銀鏡(5)上；參考光經(jīng)凹面銀鏡(5)聚焦至介質(zhì)片(6)產(chǎn)生三倍頻光，記為第一三倍頻光，第一三倍頻光入射至CCD相機(jī)(8)成像，記為第一三倍頻光斑；

待測(cè)光通過第三分束片(11)分為基頻光與信號(hào)光，信號(hào)光為透射光，基頻光為反射光；基頻光入射至第二反射鏡(10)，信號(hào)光入射至延時(shí)線(14)，隨后同時(shí)入射至尖劈對(duì)(9)上，尖劈對(duì)(9)將基頻光與信號(hào)光進(jìn)行合束，合束后的基頻光與信號(hào)光經(jīng)凹面銀鏡(5)后再聚焦至介質(zhì)片(6)產(chǎn)生三倍頻光，記為第二三倍頻光；第二三倍頻光入射至CDD相機(jī)(8)成像，記為第二三倍頻光斑；

步驟3)通過移動(dòng)延時(shí)線(14)，對(duì)基頻光與信號(hào)光在不同延時(shí)下的不同重合度的第二三倍頻光斑進(jìn)行采樣；

步驟4)將步驟3)得到的不同重合度的第二三倍頻光斑強(qiáng)度與第一三倍頻光斑強(qiáng)度進(jìn)行差分，獲得在不同延時(shí)下的三倍頻光強(qiáng)度調(diào)制曲線；

步驟5)通過對(duì)三倍頻光強(qiáng)度調(diào)制曲線進(jìn)行反演計(jì)算，獲得待測(cè)激光的波長、相位和脈沖寬度。