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Technical articles自相關(guān)儀脈沖測(cè)試原理
筱曉光子的FR-103HP 是一款緊湊型無(wú)色散的NL 晶體自相關(guān)儀,用于實(shí)時(shí)測(cè)量超短激光脈沖的脈寬。
它適用于亞皮秒持續(xù)時(shí)間的中/高功率鎖模激光器,測(cè)量功率下限為 [PavPpk]min=10-2W2,可測(cè)量脈寬范圍是5fs~30ps。
自相關(guān)儀內(nèi)部采用的是邁克爾遜干涉儀結(jié)構(gòu),一邊是定臂,一邊是旋臂,旋臂通過(guò)旋轉(zhuǎn)平行鏡對(duì)的方式引入快速掃描、周期性光學(xué)延遲。
這種機(jī)制可實(shí)現(xiàn)均勻且無(wú)差錯(cuò)的延遲生成,很容易產(chǎn)生較大的延遲。鏡像組件生成的延遲是時(shí)間的精確正弦函數(shù)。由于整個(gè)掃描范圍都發(fā)生在小角度內(nèi),因此近似為線性函數(shù)。
將兩束光合并,讓一束激光對(duì)另外一束光進(jìn)行掃描。兩臂的光合并后的激光通過(guò)非線性晶體產(chǎn)生非線性效應(yīng)(如二次諧波檢測(cè)或雙光子吸收檢測(cè)),倍頻的光功率受到兩束脈沖光的重疊程度影響。
通過(guò)這個(gè)方式,就可以反推出脈沖的寬度了。通過(guò)示波器或者采集軟件,捕捉倍頻光的功率變化曲線,擬合半高寬,除以懸臂對(duì)應(yīng)的比例系數(shù),再除以目標(biāo)擬合曲線對(duì)應(yīng)的自相關(guān)因子,就是最終的脈寬了。
這款自相關(guān)儀配備上位機(jī)軟件,也可以直接在軟件上讀取最終測(cè)量結(jié)果。下圖是我們測(cè)試的1550nm飛秒光纖激光器的脈寬??梢钥闯?,自相關(guān)信號(hào)的脈寬是632.3fs,Sech2曲線和Gaussian曲線對(duì)應(yīng)的因子不同,反推出的脈寬值也會(huì)不同。
自相關(guān)儀脈沖特點(diǎn)應(yīng)用
?即插即用?:自相關(guān)儀設(shè)計(jì)為即插即用,方便用戶快速使用。
?飛秒激光的直接測(cè)量?:能夠直接測(cè)量飛秒激光的脈沖寬度。
?緊湊有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?:儀器結(jié)構(gòu)緊湊,操作簡(jiǎn)便。
?特殊的延時(shí)線?:具有特殊的延時(shí)線設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)脈沖的測(cè)量。
?菜單式選擇功能和實(shí)時(shí)的顯示脈寬?:提供菜單式選擇功能,并實(shí)時(shí)顯示脈寬數(shù)據(jù)。
?廣泛的波長(zhǎng)覆蓋范圍?:覆蓋波長(zhǎng)范圍從200nm到IR范圍在12微米以上的波長(zhǎng),適用于多種激光系統(tǒng)。
?高精度測(cè)量?:能夠測(cè)量超短脈沖(10fs以下)到較長(zhǎng)脈沖(500ps)的寬度?。
用于物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、光通訊等領(lǐng)域。由于其能夠測(cè)量極窄的脈沖寬度(飛秒量級(jí)),自相關(guān)儀在快速化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究、高分辨醫(yī)學(xué)診斷、醫(yī)學(xué)相干成像和生物活體檢測(cè)等方面具有重要作用。此外,自相關(guān)儀還用于超小型衛(wèi)星的制造和量子控制化學(xué)、半導(dǎo)體相干光譜等領(lǐng)域的研究? 。