专利名称:超快变电场的测量系统的制作方法
本发明是一种用于测量超快变电场和光脉冲随时间变化的测量系统。
已有技术中，美国专利文献4472053叙述了一种测量系统是由短脉冲发射光源(也是被测量的光脉冲信号)，扩束器、微分时间延迟单元，成像系统、分束器，分成的两束光分别通过空间反转器和可变时间延迟补偿器，非线性介质和探测显示装置。这种测量系统只能用来测量光脉冲的持续时间，而不能测量电脉冲(即超快变电场)。
本发明的目的是提供一种能够测量超快变电场随时间的变化，也可以测量光脉冲随时间的变化，测量的时间分辨率高于10-12秒的测量系统。
本发明的测量系统由这九个部分超短脉冲发射光源、扩束器、微分时间延迟器、聚焦系统、电光开关、成像系统、探测显示装置、被测脉冲信号和同步装置组成。
它的特征是在聚焦系统和成像系统之间，放入由起偏振器，普克尔盒和检偏振器组成的电光开关，被测量的脉冲信号加在电光开关上。由超短脉冲发射光源发射的光脉冲是做为测量系统的基础光束。由同步装置控制，当基础光束的光脉冲刚好到达普克尔盒的同时将被测脉冲信号加于普克尔盒内。
由超短脉冲发射光源发射的基础光束经过扩束器横向扩束后，照射到微分时间延迟器上，光束被衍射，形成与光束垂直方向上的延迟是递增的。再经过聚焦系统和起偏振器将偏振光束会聚在普克尔盒内。被普克尔盒电场调制的光束，由成像系统成像在探测显示装置的探测器接收面上。呈现在探测器接收面上的是光能量分布。此光能量分布与普克尔盒上的电场有关。对于基础光束光脉冲的宽度很窄时，从理论推导上也可知，探测器接收面上的光能量分布曲线恰是加在电光开关上的被测量的脉冲信号随时间变化的曲线。因此显示装置上显示的波形也就是被测脉冲信号随时间变化的波形。这里的被测脉冲信号、或者是超快变电场或者是光脉冲信号。
所说的探测器是能量探测器，或者选用二极管列阵，或者选用光学多通道分析仪(OMA)，或者选用电荷耦合器件(CCD)。
测量系统的时间分辨率取决于普克尔盒的性能和基础光束光脉冲的宽度。基础光束的光脉冲宽度越窄，系统测量的时间分辨率就越高。目前，超短脉冲激光器的光脉冲宽度已经可以做到10-14秒的量级。因此，本发明系统选用超短脉冲激光器作为基础光束的发射光源、则系统测量的时间分辨率可以达到10-14秒，只少能够达到10-12秒。
本发明测量系统的优点是1.本测量系统能够测量超快变电场和光脉冲随时间的变化。
2.测量的时间分辨率高于10-12秒。
3.由于测量系统采用的是测能量分布的探测器，因此选用探测显示装置时不受响应时间的限制。
图(一)是测量系统结构的方框图。其中1-为超短脉冲发射光源，2-扩束器，3-微分时间延迟器，4-聚焦系统，5-电光开关，6-成像系统，7-探测显示装置，8-被测脉冲信号，9-同步装置。
图(二)、测量系统的光路图其中10-起偏振器，11-普克尔盒，12-检偏振器。
实施例如图(一)、图(二)所示。
超短脉冲发射光源选用了一台超短脉冲锁模激光器，它带有单脉冲选择器，可以输出单个的脉冲宽度为5×10-14秒的光脉冲。其中扩束器选用一块作为斜劈横向扩束的楔形棱镜，微分时间延迟器选用的是一块衍射光栅，选用会聚透镜L1和成像透镜L2分别为聚焦系统和成像系统。
电光开关由起偏振器，普克尔盒和检偏振器组成。选用二块格兰棱镜分别做为起偏振器和检偏振器。普克尔盒的晶体选用铌酸锂晶体，普克尔盒的电极为同轴结构，探测器选用的是二极管列阵。
上述测量系统，测得被测脉冲信号随时间变化的波形、时间分辨率可达到5×10-14秒。
权利要求
1.一种用于测量超快变电场的测量系统，由超短脉冲发射光源、扩束器、微分时间延迟器，成像系统和探测显示装置组成，其特征在于在聚焦系统和成像系统之间放入由起偏振器、普克尔盒和检偏振器组成的电光开关，被测脉冲信号加在电光开关上，超短脉冲发射光源发射的光脉冲作为基础光束，由同步装置控制基础光束的光脉冲到达普克尔盒的同时将被测脉冲信号加于普克尔盒内。
2.根据权利要求
1所述的一种超快变电场的测量系统，其特征在于普克尔盒的晶体最好选用铌酸锂晶体。
专利摘要
本发明提供一种超快变电场的测量系统。其特征是在聚焦系统和成像系统之间放入由起偏振器、普克尔盒和检偏振器组成的电光开关。被测脉冲信号加在电光开关上。超短脉冲发射光源发射一束光脉冲作为基础光束，由同步装置控制基础光束光脉冲和被测脉冲信号在电光开关内相遇。成像在探测器接收面上的光能量分布曲线就是被测信号随时间变化的曲线。本发明的测量系统能够测量超快变电场和光脉冲随时间变化的波形、测量的时间分辨率高于10
文档编号G01R29/00GK87101030SQ87101030
公开日1988年11月9日 申请日期1987年4月30日
发明者高福源, 陈淑琴 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所, 陈淑琴, 支婷婷, 陈兰荣, 邱佩华导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan