飞秒激光脉冲宽度的测量装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115900976A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202310015471.9(22)申请日2023.01.06(71)申请人中国科学院空天信息创新研究院地址100094北京市海淀区邓庄南路9号(72)发明人赵鹏樊仲维麻云凤张玉莹郭广妍程旺杨学博曹灿白勇白芳廖利芬吕玮智(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002专利代理师吴欢燕(51)Int.Cl.G01J11/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称飞秒激光脉冲宽度的测量装置及方法(57)摘要本发明涉及超短脉冲测量技术领域，尤其涉及一种飞秒激光脉冲宽度的测量装置及方法，飞秒激光脉冲宽度的测量装置包括依次设置的卡塞格林系统、菲涅尔双棱镜、倍频晶体、成像仪器和计算机；通过卡塞格林系统用于聚焦输入光束，通过菲涅尔双棱镜将光束分割成两束，使两束光汇聚在倍频晶体的不同位置点，产生时间延迟；汇聚光束在倍频晶体上产生二次谐波效应，产生的二次谐波经过凹面镜后成像在成像仪器上，最后利用相关算法得出脉冲宽度结果，对比已有技术，采用全反射式结构，能够降低色散对脉冲宽度测试的影响，使结果更加准确。CN115900976ACN115900976A权利要求书1/1页1.一种飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于，包括依次设置的卡塞格林系统（1）、菲涅尔双棱镜（2）、倍频晶体（3）、成像仪器（4）和计算机（5）；所述卡塞格林系统（1）用以对待测飞秒激光光束进行扩束和聚焦；所述卡塞格林系统（1）的光束输出侧设置所述菲涅尔双棱镜（2），所述卡塞格林系统（1）的输出光束照在所述菲涅尔双棱镜（2）上；所述菲涅尔双棱镜（2）位于所述卡塞格林系统（1）和所述倍频晶体（3）之间；经过所述菲涅尔双棱镜（2）的光束照在所述倍频晶体（3）上，通过所述倍频晶体（3）后在所述成像仪器（4）上呈现光谱图象，所述成像仪器（4）连接所述计算机（5），由所述计算机（5）对所述成像仪器（4）的所述光谱图象进行分析和迭代计算。2.根据权利要求1所述的飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于：所述倍频晶体（3）和所述成像仪器（4）之间设有凹面镜（6），所述凹面镜（6）与所述倍频晶体（3）非平行布置，通过所述倍频晶体（3）后的光束经所述凹面镜（6）反射入所述成像仪器（4）。3.根据权利要求2所述的飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于：所述凹面镜（6）有两组，两组所述凹面镜（6）平行且相对设置，通过所述倍频晶体（3）后的光束依次经由两组所述凹面镜（6）反射后进入所述成像仪器（4）。4.根据权利要求1或2或3所述的飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于：所述倍频晶体（3）位于所述卡塞格林系统（1）输出光束的焦点位置。5.根据权利要求4所述的飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于：所述菲涅尔双棱镜（2）可在所述卡塞格林系统（1）和所述倍频晶体（3）之间进行移动，调整所述菲涅尔双棱镜（2）相对所述倍频晶体（3）的距离。6.根据权利要求4所述的飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于：所述倍频晶体（3）为BBO晶体，所述BBO晶体厚度为4mm~6mm。7.根据权利要求4所述的飞秒激光脉冲宽度的测量装置，其特征在于：所述成像仪器（4）为CCD图像传感器。8.一种飞秒激光脉冲宽度的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将待测飞秒激光射入卡塞格林系统（1）进行扩束和聚焦；步骤二：由菲涅尔双棱镜（2）将经过所述卡塞格林系统（1）的光束分割成两束，并汇聚到倍频晶体（3）；步骤三：所述倍频晶体（3）对光束进行基频光倍频，并使倍频光在空间按波长分开；步骤四：步骤三所得到的倍频光经由凹面镜（6）反射进入成像仪器（4）进行成像；步骤五：由计算机（5）对所述成像仪器（4）上的成像进行分析和迭代计算，采用广义投影算法计算出待测飞秒激光脉冲宽度。9.根据权利要求8所述的飞秒激光脉冲宽度的测量方法，其特征在于：所述步骤二中，所述菲涅尔双棱镜（2）分割光束过程中，通过调整所述菲涅尔双棱镜（2）与所述倍频晶体（3）之间的距离，以提供不同大小的时间延迟，测试不同大小脉冲宽度。10.根据权利要求8所述的飞秒激光脉冲宽度的测量方法，其特征在于：所述步骤四中，所述凹面镜（6）反射过程中，通过调整所述凹面镜（6）与所述倍频晶体（3）之间的距离以及角度，使得所述成像仪器（4）得到清晰成像。2CN115900976A说明书1/5页飞秒激光脉冲宽度的测量装置及方法技术领域[0001]本发明涉及超短脉冲测量技术领域，尤其涉及一种飞秒激光脉冲宽度的测量装置及方法。背景技术[0002]超短脉冲激光器广泛应用于远程测距、精密探测、空间安全、前沿科学探索等战略高技术领域。脉宽