专利名称：超短光脉冲实时测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用频率分辩光门法原理测量连续和单次光脉冲的仪器，尤其涉及一种超短光脉冲强度和相位测量仪。
目前，国内外测量超短光脉冲的方法很多，如利用双光子荧光法、二次自相关法以及条纹相机法等，但它们均存在着只能测量光脉冲的强度，不能测得光脉冲相位信息的缺陷。1993年美国人Daniel. J. Kane和Rick Trebino提出了利用频率分辩光门法原理(IEEE J. QE-29，NO.2 1993，P572)同时测量超短光脉冲的强度和相位信息，但所设计的测量仪器仍存在以下缺点(1)仪器光路设计复杂，稳定性较差，难以调节，因此使用不便；(2)仪器测量所用的非线性克尔介质由熔石英或重火石玻璃制成，其非线性系数小，测量灵敏度低。
为克服上述缺点本实用新型的目的在于提供一种光路设计简单、易于调节、并具有测量灵敏度高的超短光脉冲强度和相位测量仪。
为实现上述目的本实用新型是以如下方案实现的该仪器光路中依次设有扩束器、柱面透镜、复合分束会聚器以及非线性介质和光栅光谱仪，光栅光谱仪与CCD相机相接后与微机联接，其中所述复合分束会聚器是由两等腰直角棱镜以及透射、反射介质膜层组成的立体分束器和两个60°等边棱镜组成，两等腰直角棱镜的斜面相对，介质膜层置于两斜面之间，两个60°等边棱镜的一边分别与两等腰直角棱镜的一个直角面相接，所述复合分束会聚器把入射光脉冲分成两光束后，以一定角度θ入射到非线性介质上产生相关光脉冲信息，经光栅光谱仪后由CCD相机采集图象信息，利用微机通过特定的算法从图象信息中还原出光脉冲强度和相位信息。
上述仪器光路中的非线性介质是由非线性系数大的SF57玻璃制成。
本实用新型与现有技术相比，由于在仪器光路中采用复合分束会聚器，因此光路设计简单，并可任意调节两出射光束的强度比及夹角θ，易于实现克尔效应，保证了两光束的等光程而无需调节。同时又由于非线性介质的非线性系数大，提高了仪器的测量灵敏度，其测量可达到飞秒量级，所以本实用新型具有光路简单、易于调节、稳定性好、灵敏度高、使用方便的特点。
附图是具体实施例，
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明
图1是本实用新型光路结构示意图；图2是本实用新型复合分束会聚器结构示意图。
参看图1该测量仪光路中依次设有扩束器1，柱面透镜2，复合分束会聚器3以及非线性介质4和光栅光谱仪5，光栅光谱仪5与二维CCD相机6相接后与微机7联接，绘图仪8与微机7的输出端相接。
入射光脉冲经扩束器1，柱面透镜2进入复合分束会聚器3，其复合分束会聚器3把入射光脉冲分成两束光a、b其中探测光束a通过1/4波片9，使探测脉冲的偏振面相对门脉冲的偏振面旋转45°，以利于实现克尔效应。两光束a、b以一定角度θ入射到非线性克尔介质4上，非线性克尔介质4由非线性系数大的SF57玻璃制成，光束a、b在SF57介质内聚焦并重叠，通过非线性克尔效应产生相关信号，利用球面透镜51，把相关信号成象在光栅53上，再通过光栅衍射后产生了频率和延迟时间的两维信息，球面透镜52把此信息成象在CCD相机6上，然后由微机7计算出光脉冲的时间半宽、谱宽、啁啾等参数，并由绘图仪8绘制出光脉冲的振幅、相位、啁啾、二次自相关等参数的分布曲线。
上述扩束器1的扩束比为8，柱面透镜2的焦距为150mm，球面透镜51和52的焦距为200mm，光栅为1200线对/mm。
参看图2复合分束会聚器3是由两等腰直角棱镜31、32以及透射、反射介质膜层33组成的立体分束器和两个60°等边棱镜34、35组成，两等腰直角棱镜31、32的斜面相对，介质膜层33置于两斜面之间，两个60°等边棱镜34、35的其中一侧面分别与两等腰直角棱镜31、31的一个直角面相接，该复合分束会聚器3可任意调节两出射光束a、b的强度比及两光束的夹角θ，以易于实现利用克尔效应或二次谐波的频率分辩光门法原理测量光脉冲。
权利要求1.一种利用频率分辩光门法原理测量连续和单次光脉冲的超短光脉冲测量仪，该仪器光路中依次设有扩束器、柱面透镜以及非线性介质和光栅光谱仪，所述光栅光谱仪与CCD相机相接后与微机联接，其特征在于，所述仪器光路中，柱面透镜(2)与非线性介质(4)之间还设有复合分束会聚器(3)，其是由两等腰直角棱镜(31、32)以及透射、反射介质膜层(33)组成的立体分束器和两个60°等边棱镜(34、35)组成，两等腰直角棱镜(31、32)的斜面相对，介质膜层(33)置于两斜面之间，两个60°等边棱镜(34、35)的一边分别与两等腰直角棱镜(31、32)的一个直角面相接，该复合分束会聚器(3)把入射光脉冲分成两束光(a、b)后，以一定角度θ入射到非线性介质(4)上产生相关光脉冲信息，经光栅光谱仪(5)后，由CCD相机(6)采集图像信息，利用微机(7)从图象信息中还原出光脉冲强度和相位信息。
2.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于，所述复合分束会聚器(3)旁设有1/4波片(9)，其复合分束会聚器(3)把入射光脉冲分成探测光束(a)和门脉冲(b)两束光，其中探测光束(a)通过1/4波片(9)，使探测脉冲的偏振面相对于门脉冲的偏振面旋转45°。
3.根据权利要求2所述的测量仪，其特征在于，所述的非线性介质(4)是由非线性系数大的SF-57玻璃制成。
专利摘要本实用新型涉及一种超短光脉冲强度、相位测量仪,它是利用复合分束会聚器把入射光脉冲分成两光束后聚焦于非线性介质上,通过非线性效应产生光脉冲信息,经光栅光谱仪和二维CCD相机,由计算机通过特定算法从光脉冲信息中还原出光脉冲的强度和相位信息,该复合分束会聚器是由两等腰直角棱镜、介质膜层和60°等边棱镜组成。采用了复合分束会聚器的测量仪光路设计简单、稳定性好、易于调节、使用方便、可靠。
文档编号G01J11/00GK2288429SQ96236428
公开日1998年8月19日 申请日期1996年11月18日 优先权日1996年11月18日
发明者杨鸿儒, 常增虎 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所