[发明专利]一种用于超快激光脉冲时间波形测量的装置和方法

权利要求书

1.一种用于超快激光脉冲时间波形测量的装置，其特征在于，所述装置在超快激光脉冲平行光束入射方向上设置有分光镜Ⅰ(1)，用于将激光脉冲分成第一透射光和第一反射光；

在分光镜Ⅰ(1)的第一反射光路上依次设置有反射镜Ⅰ(2)、非线性晶体Ⅰ(3)，分光镜Ⅰ(1)的第一反射光经反射镜Ⅰ(2)反射后得到第一基频光束，所述第一基频光束以第一固定角度投射到非线性晶体Ⅰ(3)；

在分光镜Ⅰ(1)的第一透射光路上设置分光镜Ⅱ(4)，分光镜Ⅰ(1)的第一透射光经分光镜Ⅱ(4)后再次被分成第二透射光和第二反射光；在分光镜Ⅱ(4)的第二透射光路上设置有反射镜Ⅱ(5)、延迟调节器Ⅰ(6)、反射镜Ⅲ(7)、非线性晶体Ⅰ(3)，分光镜Ⅱ(4)的第二透射光经反射镜Ⅱ(5)反射后投射到延迟调节器Ⅰ(6)进行等光程调节，从延迟调节器Ⅰ(6)出射的光束经反射镜Ⅲ(7)反射后得到对应的第二基频光束，所述第二基频光束以第二固定角度投射到非线性晶体Ⅰ(3)；

反射镜Ⅰ(2)反射的第一基频光束与从反射镜Ⅲ(7)反射的第二基频光束以所述固定角度同时对称投射到非线性晶体Ⅰ(3)上，通过非线性晶体Ⅰ(3)在两个光束的重叠区域内进行倍频转换，产生的二倍频光束沿非线性晶体Ⅰ(3)表面的法线方向出射；

在分光镜Ⅱ(4)的第二反射光路上设置有延迟调节器Ⅱ(8)、导光镜组(9)、非线性晶体Ⅱ(10)；分光镜Ⅱ(4)的第二反射光经延迟调节器Ⅱ(8)进行等光程调节后投射到导光镜组(9)进行光路偏转，经过导光镜组(9)进行光路偏转后的第三基频光束以第三固定角度斜向下投射到非线性晶体Ⅱ(10)上，沿非线性晶体Ⅰ(3)表面的法线方向出射的二倍频光束以第四固定角度与从导光镜组(9)斜向下出射的第三基频光束以第三固定角度同时投射到非线性晶体Ⅱ(10)上，通过非线性晶体Ⅱ(10)在两个光束的重叠区域内进行频率转换，产生的三倍频光束沿非线性晶体Ⅱ(10)表面法线方向出射；

在所述三倍频光束出射方向上设置有成像透镜(11)和CCD(12)；来自非线性晶体Ⅱ(10)表面法线方向上的三倍频光束经成像透镜(11)成像到CCD(12)，CCD(12)输出的即为双延迟三阶相关信号；CCD(12)外接计算机，来自CCD(12)的双延迟三阶相关信号进入计算机进行数据处理，获得激光脉冲波形信息。

2.如权利要求1所述的一种用于超快激光脉冲时间波形测量的装置，其特征在于，在从非线性晶体Ⅰ(3)透过的第一基频光束方向上还设置有吸收片Ⅰ(13)，用于吸收剩余的第一基频光束；在从非线性晶体Ⅰ(3)透过的第二基频光束方向上还设置有吸收片Ⅱ(14)，用于吸收剩余的第二基频光束；在从非线性晶体Ⅱ(10)透过的第三基频光束方向上还设置有吸收片Ⅲ(15)，用于吸收剩余的第三基频光束。

3.如权利要求1或2所述的一种用于超快激光脉冲时间波形测量的装置，其特征在于，所述的非线性晶体Ⅰ(3)和非线性晶体Ⅱ(10)采用非共线Ⅰ类位相匹配，晶体光轴与晶体表面平行。

4.如权利要求1或2所述的一种用于超快激光脉冲时间波形测量的装置，其特征在于，所述非线性晶体Ⅰ(3)和非线性晶体Ⅱ(10)皆安装在沿晶体表面法线旋转的旋转镜架上。

5.如权利要求1或2所述的一种用于超快激光脉冲时间波形测量的装置，其特征在于，所述第一固定角度和第二固定角度皆为入射角度15°，第三固定角度为17°，第四固定角度为10°。

6.如权利要求1或2所述的一种用于超快激光脉冲时间波形测量的装置，其特征在于，所述导光镜组(9)由上下两块导光镜：导光镜Ⅰ(901)和导光镜Ⅱ(902)构成；在基频激光脉冲传输方向上依次设置有导光镜Ⅰ(901)和导光镜Ⅱ(902)，投射到导光镜组(9)的水平光束首先被导光镜Ⅰ(901)垂直向上反射，然后经过导光镜Ⅱ(902)将垂直向上反射的光束斜向下反射，且导光镜组(9)的出射光束方向与入射水平光束方向垂直。