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常用的自相关仪飞秒脉冲测量仪

时间: 2019-07-09 作者:激光超市 来源:激光超市 阅读: 76 次

自相关仪主要被用来测量锁模激光器的超短脉冲宽度。利用光电探测的方法一般不能测量锁模激光器的脉冲宽度,光电探测器和示波器的最快响应时间约200fs,然而激光脉冲可以做到几个飞秒。自相关仪一般利用到的光学非线性效应有:二次谐波产生(SHG)、双光子吸收(TPA)、以及更高阶的非线性效应。Femto Easy自相关仪,将激光的时间量变成空间量,即将时间的测量变成对长度的测量。将脉冲激光用50/50的分光片分成两束,利用镜片组在一束光里引入延迟,然后将两束光合并,让一束激光对另外一束光进行扫描,使得合并后的激光通过非线性晶体产生非线性效应,或者直接采用双光子吸收测量,再由示波器进行接收,这样就可以得到激光脉冲的脉宽信息。

通常采用扫描自相关仪来测量飞秒脉冲宽度。传统的自相关仪一般采用单项位移扫描方式,即采用电动机带动反射镜在一维方向移动;也有采用往返振动扫描方式,即用-扬声器带动反射镜在一维方向发生振动提供时延。随着自相关测量方法的不断改进,目前多数采用旋转位移扫描方式,即采用电动机带动-石英块转动,根据光束在石英块中传播的路径不等,给两臂光束提供时延。采用这种方式克服了单向位移扫描的间断测量问题,也避免了往返振动扫描的非线性时延,能够周而复始地线性实时读出显示,并具有良好的稳定性。

相关函数S(S)波形的半宽度的时间间隔即为脉冲宽度。根据激光脉冲宽度的定义,如果将自相关仪接入示波器,在屏幕上显示出自相关曲线的波形,按设定的示波器时间基A,可以读出其半宽度格值X,而其实际值必须考虑定标因子Tt(p),即X—(Tt)。这里T为延迟时间,t为扫描时间。T(t)对于不同类型的仪器是不同的,具体参见仪器的说明书。最后,实际的脉冲宽度还要考虑激光脉冲的波形系数:高斯型、双曲线正割型、单边指数型,其变换系数分别为0.707、0.648、0.5。也就是说,如果是高斯型脉冲,则其实际脉冲宽度为0.707X(T)a。上述测试控制和计算完全可以由计算机系统实现。

目前有多种型号的自相关仪可用于飞秒激光脉冲宽度的测量。这些自相关仪有国内生产的产品,也有国外进口的产品。自相关仪主要被用来测量锁模激光器的超短脉冲宽度。Femto Easy自相关仪,将激光的时间量变成空间量,即将时间的测量变成对长度的测量。

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