[发明专利]一种高速光学快门的实现方法

说明书

本发明公开了一种高速光学快门的实现方法，该高速光学快门的实现包括驱动模块、快门模块和数据处理，所述驱动模块在接收到触发信号后触发其内部高压输出模块输出直流驱动电压，所述快门模块根据该直流驱动电压控制入射光的偏振状态从而控制入射光光路的通断，所述数据处理根据驱动模块的高压数值和入射光的波长推算出该高速光学快门对不同波长入射光的透过率，本发明能够方便有效的实现宽波段、ns级高速光学门控，提高探测信号的信噪比，降低仪器成本。

技术领域

本发明涉及光学器件应用技术领域，尤其涉及一种高速光学快门的实现方法。

背景技术

随着科学技术的发展，工业相机广泛运用于科学研究以便得到更加全面和直观的二维和三维数据信息。如在核聚变研究中的TV汤姆逊散射诊断，通过CCD相机获得汤姆逊散射谱的空间强度分布。汤姆逊散射光的波长范围为700nm-1100nm,同时汤姆逊散射光受其入射激光脉宽(10ns)的限制，其宽度为10-15ns，因此需要对于近红外宽波段入射光的ns级别快门，以便于精确测量散射光信息，最大化收集信息的信噪比，提高测量系统精度。

对于相机快门操作技术主要是机械门和光电技术门。机械门显然不能达到ns级别响应速度。光电技术门主要采用图像增强器，但其价格昂贵，需要高电压和真空封装，因此难以得到广泛应用。随着激光技术的发展，基于电光效应的电光技术门因为其GHZ的光学响应速度广泛被用于激光器削波技术中，并可达到PS级别的削波宽度和1ns左右的抖动。一般情况下，电光晶体的半波电压较高，为了降低其功率损耗，可采用n级晶体串联(光路串联、电路并联)。为避免快门系统透过率太低，一般采用2级晶体串联，此时直流驱动电压为四分之一主入射光波长电压。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高速光学快门的实现方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高速光学快门的实现方法，包括有驱动模块、快门模块和数据处理系统，所述的驱动模块接收触发信号，输出直流驱动电压；所述的快门模块接收入射光，并根据所述的直流驱动电压控制入射光的偏振状态从而控制入射光光路的通断；所述的数据处理系统根据驱动模块的高压数值和入射光的波长推算出高速光学快门对不同波长入射光的透过率。

所述的驱动模块包括有触发模块、延时器一、延时器二、高压调节模块和高压输出模块，所述的触发模块的一个输入端子接收外部触发信号，两个输出端子分别与延时器一和延时器二的输入端子相连，触发模块仅在接收到触发信号的上升沿后响应，所述的延时器一、延时器二和高压调节模块的输出端子分别连接高压输出模块的三个输入端子，所述的触发模块接收外部触发信号并触发延时器一和延时器二工作，延时器一调节高压输出模块的电压输出时刻；延时器二调节高压输出模块的电压输出宽度；高压调节模块调节高压输出模块的输出高压的幅值；高压输出模块的两个输出端子分别输出直流驱动电压一和直流驱动电压二，并与快门模块相连。

所述的快门模块包括有偏振片一、KDP晶体一、KDP晶体二和偏振片二，所述的偏振片一、KDP晶体一、KDP晶体二和偏振片二依次按顺序放置，且光入射面互相平行，入射光垂直偏振片一入射，所述偏振片一和偏振片二快轴互相垂直，所述KDP晶体一和KDP晶体二并联连接，且主轴平行，KDP晶体一和KDP晶体二的输入端口分别与所述的高压输出模块的两个输出端口相连；偏振片一为起偏器，仅允许特定偏振状态的光通过，KDP晶体一和KDP晶体二分别根据直流驱动电压一和直流驱动电压二改变入射光的偏振状态；偏振片二为检偏器，仅抑制与经过偏振片一相同偏振状态的光通过。