[发明专利]光学分幅相机及单脉冲内激光光斑变化情况的测量方法

权利要求书

1.一种光学分幅相机，其特征在于包括：入射探测激光束、分束镜、会聚阶梯反射镜阵列、入射泵浦激光束、样品架、成像系统、补偿阶梯反射镜阵列、CCD；

所述入射探测激光束发出的探测光透过所述分束镜后，经会聚阶梯反射镜阵列反射至分束镜，然后探测光被分束镜的后表面反射至样品架处的待测样品；

同时入射泵浦激光束发出的泵浦光也入射至待测样品，经过待测样品后的探测光经成像系统会聚，再经由补偿阶梯反射镜阵列反射后成像于CCD中；

所述会聚阶梯反射镜阵列以及补偿阶梯反射镜阵列均由多个反射面组成，且每个反射面均为平面镜，每个反射面的反射角度不同，但最终每束反射光在同一个位置重合，且每个反射面间存在高度差。

2.根据权利要求1所述的一种光学分幅相机，其特征在于：所述待测样品后的成像系统为成像透镜，待测样品放置在成像系统的物平面上，CCD放置在成像系统的像平面上。

3.根据权利要求1所述的一种光学分幅相机，其特征在于：所述会聚阶梯反射镜阵列以及补偿阶梯反射镜阵列的阶梯宽度由成像系统中所成像大小与探测光的光斑大小及CCD的像素尺寸决定，算法为会聚阶梯反射镜阵列的阶梯宽度=N×CCD像素尺寸/成像系统放大倍数，N为会聚阶梯反射镜阵列中每个平面镜所占像素的个数；会聚阶梯反射镜阵列的阶梯高度=延迟时间分辨率×光速/2。

4.根据权利要求1所述的一种光学分幅相机，其特征在于：在待测样品处泵浦光与探测光的光束重合，且在待测样品处泵浦光的光斑尺寸小于探测光的光斑尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种光学分幅相机，其特征在于：所述的补偿阶梯反射镜阵列上任意一个反射面都与会聚阶梯反射镜阵列上对应的一个反射面角度互补，且补偿阶梯反射镜阵列上各个反射面组成的整体形状与会聚阶梯反射镜阵列上各个反射面组成的整体形状互补。

6.根据权利要求1所述的一种光学分幅相机，其特征在于：补偿阶梯反射镜阵列上各个反射面组成的整体形状呈现为凸面，会聚阶梯反射镜阵列上各个反射面组成的整体形状呈现为凹面。

7.根据权利要求6所述的一种光学分幅相机，其特征在于：补偿阶梯反射镜阵列上各个反射面凸出的高度和会聚阶梯反射镜阵列上对应的反射面凹陷的深度相等。

8.一种单脉冲内激光光斑变化情况的测量方法，其特征在于：使用权利要求1~7任一所述的光学分幅相机进行探测，其探测步骤为：

1）样品架上不放置待测样品，用CCD接收经过会聚阶梯反射镜阵列反射后的光斑；CCD接收的光斑为探测光背景光斑；

2）样品架上放上待测样品，用CCD接收经过会聚阶梯反射镜阵列反射后透过待测样品后的光斑，CCD接收的光斑为存在泵浦光光斑空间分布光斑；

3）对上述获得的背景光斑及泵浦光光斑进行处理，获得所需的泵浦光在一个脉冲内的光斑变化图像。

9.根据权利要求8所述的单脉冲内激光光斑变化情况的测量方法，其特征在于：所述步骤3）中的处理包括，将步骤2）中的光斑图像减去步骤1）中的背景图像，再将处理后的图像按照脉冲序列的延迟时间的顺序，将后一个脉冲图像减去前一个脉冲图像，最终获得脉冲光在单个脉冲内光斑在不同时刻的分布情况。