[发明专利]一种改进的Z扫描非线性测量的实验装置及方法

权利要求书

1.一种改进的Z扫描非线性测量的实验装置，其特征在于，包括：

放置待测样品的控制台，所述控制台在电机控制下沿平行于激光的主光轴的Z轴前后移动；

激光器，沿着所述激光器发出激光的主光轴方向依次设有斩波器、第一透镜、分束镜和第一探测器；所述分束镜和第一探测器之间设有光阑，激光的主光轴穿过光阑的孔径中心；所述分束镜所在的平面与激光主光轴方向的夹角为锐角，所述分束镜的反射光路中依次设有第二透镜和第二探测器；所述第一探测器与第一锁相放大器相连，所述第二探测器与第二锁相放大器相连，第一锁相放大器和第二锁相放大器均与PC机相连。

2.如权利要求1所述的一种改进的Z扫描非线性测量的实验装置，其特征在于，所述分束镜所在的平面与激光主光轴方向的夹角设为45度。

3.如权利要求1所述的一种改进的Z扫描非线性测量的实验装置，其特征在于，所述第一探测器和第二探测器为全同探测器。

4.如权利要求1所述的一种改进的Z扫描非线性测量的实验装置，其特征在于，所述待测样品为透明样品或半透明样品。

5.一种基于如权利要求1所述的改进的Z扫描非线性测量的实验装置的实验方法，其特征在于，包括：

步骤(1)：启动改进的Z扫描非线性测量的实验装置；

步骤(2)：调整待测样品，将待测样品放置于第一透镜与分束镜之间，且使待测样品的表面与激光器发射的激光的主光轴方向垂直；部分激光透过分束镜，调节光阑，使光阑平面垂直于激光的传播方向，而且光轴穿过光阑的中心后进入第一探测器，由分束镜反射的激光通过第二透镜全部收集进入第二探测器；

步骤(3)：当待测样品在电机驱动控制下沿平行于激光的主光轴的Z轴前后移动时，进入第一探测器的激光转换为电信号后，再经过第一锁相放大器放大后传输至PC机中绘制出闭孔Z扫描曲线，获得待测样品的非线性折射率的大小和符号；进入第二探测器的激光转换为电信号后，再经过第二锁相放大器放大后传输至PC机中绘制出开孔Z扫描曲线，获得待测样品的非线性吸收系数的大小和符号。

6.如权利要求5所述的改进的Z扫描非线性测量的实验装置的实验方法，其特征在于，所述激光入射到分束镜上的入射角选择45度。

7.如权利要求5所述的改进的Z扫描非线性测量的实验装置的实验方法，其特征在于，所述激光器发射的激光为高斯型激光脉冲。

8.如权利要求5所述的改进的Z扫描非线性测量的实验装置的实验方法，其特征在于，当激光器发射出高斯型激光脉冲且样品沿Z轴从-Z向+Z移动时，若闭孔Z扫描曲线的形状为先谷后峰，则待测样品的非线性折射率大于0；若闭孔Z扫描曲线的形状为先峰后谷，则待测样品的非线性折射率小于0。

9.如权利要求5所述的改进的Z扫描非线性测量的实验装置的实验方法，其特征在于，当激光器发射出高斯型激光脉冲且样品沿Z轴从-Z向+Z移动时，若开孔Z扫描曲线为关于Z＝0轴对称的谷型曲线，则待测样品的非线性吸收系数大于0；若开孔Z扫描曲线为关于Z＝0轴对称的峰型曲线，则待测样品的非线性吸收系数小于0。

10.如权利要求5所述的改进的Z扫描非线性测量的实验装置的实验方法，其特征在于，所述第一探测器和第二探测器为全同探测器。