[发明专利]一种飞秒激光脉冲时域宽度测量装置

说明书

本发明公开一种飞秒激光脉冲时域宽度测量装置，包括第一光阑和第二光阑，第一光阑和第二光阑的轴线互相垂直，并且第一光阑和第二光阑轴线延长线的交点位于分束器的前表面上；第二光阑的下方设置有倍频光波段探测器；分束器的上方设置有第二反射镜，分束器的右侧设置有旋转扫描反射镜组，旋转扫描反射镜组的右侧设置有第三反射镜。本发明在保证脉宽测量精准的前提下，采用旋转扫描式反射镜组，实现测量臂中飞秒激光脉冲的相对时延扫描，可以实现更加快速的脉冲宽度测量，并且利用常规的光学、机械实验材料，基于光电探测器的双光子吸收原理，实现自相关仪的集约集成。

技术领域

本发明涉及激光脉冲测量技术领域，尤其涉及一种飞秒激光脉冲时域宽度测量装置。

背景技术

飞秒脉冲的时间维度测量，即脉冲宽度，是其最基本的性能指标参数之一。由于飞秒激光脉冲的脉宽无法直接通过电子学测量设备测定，因此通常采用自相关测量方法，将激光脉冲的瞬时传播转换为脉冲之间相对扫描，达到延展探测获得信号的时域宽度，从而满足电子学测量设备的测试条件。

目前，商用的飞秒脉冲自相关仪的测量原理为：仪器内部设置等臂长迈克尔逊干涉仪。其中测量臂的反射镜安装在电控线性位移台上，使经过干涉仪两臂的飞秒脉冲产生一定的时间延迟。当两臂脉冲再次叠加并共同经过倍频晶体时，产生倍频光信号，此信号属于低频、探测器可获得信号，并且其时域宽度与原始脉冲宽度具有严格数学关系，因此，可推导出原始脉冲宽度。由于采用线性位移台，自相关仪需要精密位移速度控制，以此保证信号采样的时域等间隔要求。此外，由于倍频晶体与光电倍增管价格昂贵，商用自相关仪的售价也十分高昂，一般在十万元人民币以上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞秒激光脉冲时域宽度测量装置，主要解决现有的飞秒脉冲宽度测量仪器设备结构较复杂，并且价格昂贵的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种飞秒激光脉冲时域宽度测量装置，包括第一光阑和第二光阑，所述第一光阑和第二光阑的轴线互相垂直，并且所述第一光阑和第二光阑轴线延长线的交点位于分束器的前表面上；

所述第二光阑的下方设置有倍频光波段探测器；

所述分束器的上方设置有水平布置的第二反射镜，所述分束器的右侧设置有用于产生飞秒激光脉冲传播时延变化的旋转扫描反射镜组，所述旋转扫描反射镜组的右侧设置有竖直布置的第三反射镜；

待测激光经过所述第一光阑后射入所述分束器，所述分束器的前表面将激光光束分为反射光束与透射光束，所述反射光束经所述第二反射镜再次反射至所述分束器，所述透射光束经所述旋转扫描反射镜组、第三反射镜处理后再次反射至所述分束器的前表面，并与所述反射光束再次重合，重后的光束通过所述第二光阑后进入所述倍频光波段探测器。

进一步的，所述旋转扫描反射镜组包括旋转的连杆，所述连杆上设置有两个互相平行的第四反射镜，所述连杆旋转带动两面所述第四反射镜转动，产生飞秒激光脉冲在测量臂中的传播时延的变化。

进一步的，所述第四反射镜与所述连杆的夹角为45°。

进一步的，所述倍频光波段探测器的带隙大于1个基频光子能量且小于2 个基频光子能量。

进一步的，所述分束器采用楔形分束器。

进一步的，所述第二光阑与倍频光波段探测器之间设置有短焦距基频光波段透镜。

进一步的，所述第一光阑的左侧设置有用于俯仰、偏摆调整入射角度的第一反射镜。

进一步的，还包括可见光发生器、合束镜、二相色镜和可见光波段探测器，所述可见光发生器产生的可见光与待测激光通过所述合束镜后形成共路传播光束，所述共路传播光束经过所述第一反射镜的反射后后射入所述第一光阑；