[实用新型]单发次超短激光脉冲宽度测量装置

说明书

本实用新型公开了一种单发次超短激光脉冲宽度测量装置，其中，单发次超短激光脉冲宽度测量装置包括分束镜、CCD、第一光路、第二光路、克尔效应模块和成像模块。采用本实用新型提供的单发次超短激光脉冲宽度测量装置及测量方法，通过基于波前倾斜的光克尔效应不仅能够实现对超短激光脉冲脉宽的测量，并且，只要改变从第一光路和第二光路上出射的泵浦光和探测光之间的夹角，就能够对测量分辨率和时间窗口进行调节，因而适用范围广，不仅能够测量超短脉冲激光的宽度，而且从可见光波段到近红外都能够测量；具有时间分辨率高、可调谐、适用范围广等优点。

技术领域

本实用新型属于超短脉冲测量技术领域，具体涉及一种单发次超短激光脉冲宽度测量装置。

背景技术

目前，测量激光脉冲宽度的方法多种多样。但是，现有光电器件的响应时间最快在ps量级，因此，这些光电器件不能直接用于测量飞秒激光的脉冲宽度。当前只能利用飞秒激光自身进行飞秒激光脉冲宽度的测量，常用的方法主要有三种：自相关法、频率分辨光学快门(FROG)和自参考光谱位相相干电场重建法(SPIDER)。其中，相关法能够用于脉冲宽度的测量，但是相关信号并不能给出脉冲的波形，需要提前假设脉冲波形，故相关法能够给出脉冲的啁啾情况，但是不能提供脉冲的位相信息。而频率分辨光学快门和自参考光谱位相相干电场重建法既能给出脉冲光谱的位相信息，又能测量脉冲时域波形，但是这两种方法相对相关法来说复杂得多，实施难度大。

并且，上述三种方法都只能测量重复的超短激光脉冲，无法对单个超短激光脉冲的宽度进行测量。而在激光惯性约束聚变研究中，激光器每次运行只输出单个超短激光脉冲。单个超短激光脉冲的脉宽直接决定着激光的强度，因此，实验中需要对输出的超短激光脉冲的宽度进行测量。

研究表明由热效应引起的光学非线性响应时间在纳秒量级，分子的重新取向和重新分布的光学非线性响应时间在皮秒量级，而源于电子云畸变的非线性效应特征响应时间更短，可以达到10fs量级甚至更短。另一方面，具有波前倾斜的光进入自相关仪进行测量时，两个脉冲光之间的延时依赖于光束截面的空间位置。因此，利用基于电子云畸变的克尔非线性效应和采用波前倾斜的方式，有望实现测量单个超短激光脉冲的宽度。为此，我们设计了一种单发次超短激光脉冲宽度测量装置及测量方法。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种单发次超短激光脉冲宽度测量装置，能够实现单发次超短激光脉冲宽度的测量。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种单发次超短激光脉冲宽度测量装置，其要点在于：包括分束镜、CCD、第一光路、第二光路、克尔效应模块和成像模块；待测量的一束超短激光脉冲由所述分束镜透射形成一束泵浦光、反射形成一束探测光，所述泵浦光和探测光各自经第一光路和第二光路先后进入克尔效应模块，从克尔效应模块出射的部分探测光经成像模块成像到CCD上，其中，从第一光路出射的所述泵浦光与从第二光路出射的探测光的传播方向之间的夹角大于0°且小于90°。

采用以上结构，分束镜将一束超短激光脉冲分为一束泵浦光和一束探测光，探测光经第一光路延迟后晚于泵浦光进入克尔效应模块，发生克尔效应，使部分探测光通过克尔效应模块，经成像模块成像到CCD上，形成了基于克尔效应的单发次超短激光脉冲测量装置，记录背景图像和信号图像，以处理得到单发次超短激光脉冲的宽度。