[发明专利]基于4f相位相干成像系统的中子束流脉宽测量装置和测量方法

权利要求书

1.一种基于4f相位相干成像系统的中子束流脉宽的测量装置，其特征在于，包括同步控制系统、激光器、激光束调制系统、4f相位相干成像系统、标准电光晶体、数据记录装置以及中子源，所述同步控制系统控制激光器发射激光并控制中子源发射中子束流脉冲，所述中子束流脉冲射向标准电光晶体，所述测量装置还包括相位阵列阶梯反射镜器件，所述相位阵列阶梯反射镜器件设置在激光器与激光束调制系统之间，所述相位阵列阶梯反射镜器件位于激光束调制系统与4f相位相干成像系统之间并位于4f相位相干成像系统的物平面上。

2.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的中子束流脉宽的测量装置，其特征在于，激光束调制系统依次包括第一凸透镜、第二凸透镜和孔径光阑，所述第一凸透镜和所述第二凸透镜的共焦面在所述第一凸透镜和第二凸透镜之间。

3.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的中子束流脉宽的测量装置，其特征在于，测量装置还包括分束镜，所述分束镜设置在所述激光束调制系统与所述相位阵列阶梯反射镜器件之间。

4.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的中子束流脉宽的测量装置，其特征在于，所述4f相位相干成像系统依次包括第三凸透镜和第四凸透镜，所述标准电光晶体设置在所述第四凸透镜的前焦平面。

5.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的中子束流脉宽的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括衰减片，所述衰减片设置在标准电光晶体之前的光路中。

6.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的中子束流脉宽的测量装置，其特征在于，所述激光器为飞秒激光器。

7.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的中子束流脉宽的测量装置，其特征在于，所述数据记录装置位于4f相位相干成像系统的像平面。

8.根据权利要求1所述的基于4f相位相干成像系统的中子束流脉宽的测量装置，其特征在于，所述相位阵列阶梯反射镜器件包括基体和多个反射镜，所述多个反射镜排列成m行n列，所述多个反射镜表面具有相位物体，所述多个反射镜的反射面与所述基体的底面平行，将位于第一行第一列的所述反射镜记为L₁C₁，第m行第n列的所述反射镜记为L_mC_n，相位阵列阶梯反射镜器件中任一所述反射镜记为L_iC_j，将所述基体的底面到任一所述反射镜的高度记为H(L_iC_j)，则所述多个反射镜的高度满足H(L_iC_j)＞H(L_i+1C_j)，H(L_iC_j)H(L_iC_j+1)，H(L_iC_n)H(L_i+1C₁)，其中m，n，i，j为整数，且1≤i≤m，1≤j≤n。

9.一种基于4f相位相干成像系统的中子束流脉宽的测量方法，采用如权利要求1至8中任一所述的测量装置，其特征在于，所述测量方法包括：

步骤a),获取激光束参考光斑信息，

步骤b)，获取激光束线性光斑信息，

步骤c)，获取激光束非线性光斑信息，

步骤d)，对步骤a)、步骤b)、步骤c)所采集的光斑进行处理，提取出光动力学曲线，最后进行数值拟合得到中子脉冲的脉冲宽度。

10.根据权利要求9所述的基于4f相位相干成像系统的中子束流脉宽的测量方法，其特征在于，所述步骤a)包括：取下标准电光晶体，遮蔽中子源，发射激光束，数据记录装置记录激光束参考光斑信息。