[实用新型]一种测量皮秒激光脉冲宽度的自相关测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量皮秒激光脉冲宽度技术领域，尤其涉及一种测量皮秒激光脉冲宽度的自相关测量仪。

背景技术

皮秒激光脉冲的时间宽度是衡量激光脉冲的一个重要基本指标。皮秒脉冲激光由于其脉宽极窄，只有几十个或一百多个皮秒，具有高峰值功率、光谱分辨率高，在超快化学反应动力学研究以及高分辨医学相干成像上都具有其独特的优势。皮秒激光脉宽的稳定性是皮秒激光器锁模稳定的重要指标，相应的脉宽检测和监测是使用皮秒激光器的前提。现有的光电探测器、宽带示波器由于其操作复杂、成本较大等原因已无法满足这样的测量要求。

自从1977年J.Janszky，G.Corradi和R.N.Gyuzalian首次提出测量单次超短脉冲的非共线单次自相关法以来，人们在方法和仪器构型上不断改进，力求达到更高的灵敏度和分辨率。例如1981年R.Wyatt和E.E.Marinero利用衍射光栅进行扩束和时间延迟，搭建了时间分辨率小于1ps的二次谐波单次自相关系统。1987年F.Salin，P.Georges，G.Roger和A.Brun研制出了优于50fs时间分辨率的单次自相关仪。

自相关仪一般采用扫描的方式来获得光束间的时间延迟，适用于超短脉宽、高重复频率激光的测量。自相关技术是将时间尺度的窄脉冲宽度转换成空间尺度的测量，将光强度转换成相关函数的测量。但是，现有技术中单次自相关系统虽然在灵敏度、测量范围、分辨率上都有大幅的提升，但因其造价成本昂贵，系统复杂，操作繁琐而使得其应用受到限制。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种测量皮秒激光脉冲宽度的自相关测量仪，用以解决现有设备成本昂贵、系统复杂、操作繁琐的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种测量皮秒激光脉冲宽度的自相关测量仪，包括光学平台，所述光学平台上固定有入射光光阑组件，反射镜，分束镜，直角棱镜，后向反射器，第一透镜，倍频晶体，滤波片、第二透镜、光阑，光电二极管探测器；

所述入射光光阑组件与所述反射镜位于第一直线上，所述反射镜与所述第一直线夹角45°；所述反射镜与分束镜和后向反射器位于第二直线上，所述第一直线垂直于所述第二直线；所述分束镜与反射镜镜面平行设置，所述分束镜的正右侧设置有直角棱镜，正左侧依次设置有第一透镜，倍频晶体，滤光片，第二透镜，光阑以及光电二极管探测器。

本实用新型使用倍频晶体和光电二极管(PD)探测器的组合来产生和探测信号，代替了倍频晶体和光电倍增管组合，极大降低了结构复杂程度和造价成本，同时也扩大了波长的适用范围。

进一步的，所述入射光光阑组件包括第一入射光光阑和第二入射光光阑，所述第一入射光光阑和所述第二入射光光阑的高度一致且可调节大小。

本实用新型中的光阑能够校准入射激光的准直以及防止反射镜反射回来的光进入激光器，并在激光腔中的腔镜与干涉仪之间形成振荡，从而影响激光锁模的稳定性。

进一步的，所述后向反射器固定在台面为50mm×50mm的一维手动精密平移台A上，所述一维手动精密平移台A由上台面和下台面组成，所述上台面位于所述下台面的上方，通过高精度测微头控制所述上台面相对于下台面移动。

进一步的，所述一维手动精密平移台A固定在精密位移平台上，所述精密位移平台能够移动，所述精密位移平台的行程为0～50mm。

进一步的，所述精密位移平台通过步进电机驱动。

进一步的，所述第一透镜固定在一维手动精密平移台B上，所述一维手动精密平移台B能够相对于所述倍频晶体移动。

进一步的，所述倍频晶体固定在倍频晶体旋转支架上，所述倍频晶体旋转支架能够进行0～360°旋转。

进一步的，所述倍频晶体旋转支架包括晶体卡套和旋转台，所述晶体卡套固定于所述旋转台上，所述倍频晶体放置于所述晶体卡套中。

本实用新型有益效果如下：

(1)本实用新型实时原位皮秒激光脉冲自相关仪采用非共线的方式进行测试，能够消除背景的干扰，获得较高的测量精度；

(2)本实用新型实时原位皮秒激光脉冲自相关仪结构简单，造价低廉、易操作、易搭建、易调试、适用范围广，可连续改变所测激光脉冲的时间范围，具有较高的灵敏度和分辨率，可适应多种应用要求；