[发明专利]单脉冲平顶光测量材料光学非线性的装置及其测量方法

权利要求书

1.一种单脉冲平顶光测量材料光学非线性的装置，其特征在于包括：

-扩束系统，所述扩束系统由第一凸透镜和第二凸透镜组成，所述第一凸透镜、第二凸透镜在水平方向上左右放置；

-测量系统，所述测量系统由小孔、第三凸透镜、第二分束器、第四凸透镜、第二探测器、圆形小孔、圆形挡板、第五凸透镜和第三探测器组成，在水平方向上，在所述第二凸透镜右侧，所述小孔、第三凸透镜、待测样品、圆形小孔、圆形挡板、第五凸透镜和第三探测器从左向右依次放置，在待测样品与圆形小孔之间设置有第二分束器，所述第二分束器的下方依次设置有第四凸透镜和第二探测器；

-参考系统，所述参考系统由第一分束器和第一探测器组成，所述第一分束器设置在小孔和第三凸透镜之间，所述第一探测器设置在第一分束器下方；

待测样品放置在第三凸透镜的焦平面上，从激光器出射的脉冲激光经过扩束系统扩束，扩束后的激光经过小孔后形成平顶光，光束经第一分束器分为两束，一束由第一探测器探测，另一束经第三凸透镜会聚到放置在其焦点的待测样品上，从待测样品透射的脉冲激光经过第二分束器分为两束，一束激光经过第四凸透镜后由第二探测器探测，另一束激光经过圆形小孔和圆形挡板后，经第五凸透镜后由第三探测器探测。

2.根据权利要求1所述的单脉冲平顶光测量材料光学非线性的装置，其特征在于：所述圆形小孔和圆形挡板设置在待测样品的远场位置。

3.根据权利要求1所述的单脉冲平顶光测量材料光学非线性的装置，其特征在于：所述产生平顶光的小孔和圆形挡板之间的位置符合透镜成像公式。

4.根据权利要求1所述的单脉冲平顶光测量材料光学非线性的装置，其特征在于：所述圆形小孔和圆形挡板的大小根据通过待测样品后的远场光束的半径大小进行调节，圆形小孔和圆形挡板组合后的透过率大于0且小于0.1。

5.根据权利要求1-4任一项所述的单脉冲平顶光测量材料光学非线性的装置测量材料非线性的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在远离第三凸透镜焦点，靠近第三凸透镜的位置放上待测样品，用第一探测器、第二探测器和第三探测器测量脉冲光能量，分别计算出第二探测器与第一探测器所测能量的开孔能量比值、第三探测器所测能量与第一探测器所测能量的闭孔能量比值；

2)在探测光路的第三凸透镜的焦平面位置放上待测样品，用第一探测器、第二探测器和第三探测器测量脉冲光能量，分别计算出第二探测器与第一探测器所测能量的开孔能量比值、第三探测器所测能量与第一探测器所测能量的闭孔能量比值；

3)将步骤2)中的开孔能量比值除以步骤1)中的开孔能量比值，得到样品的开孔归一化非线性透过率；将步骤2)中的闭孔能量比值除以步骤1)中的闭孔能量比值，得到样品透过小孔归一化的非线性透过率；

4)根据步骤3)中得到的非线性透过率进行理论拟合，得出样品的非线性吸收和非线性折射系数。