[实用新型]基于啁啾脉冲特性的单次信噪比测量装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种基于啁啾脉冲特性的单次信噪比测量装置。 

背景技术

超短超强激光脉冲与物质相互作用是一个强场作用过程，脉冲信噪比是直接影响激光与物质相互作用效果的一个非常重要的参数，精确的测量出超短超强激光脉冲的信噪比对于强场物理是至关重要的。 

对于皮秒和飞秒脉冲信噪比的测量，通用的条纹相机等电子测量技术已无法满足需要，最常用的测量方法是三阶自相关法等技术。三次相关法采用一次倍频和一次和频过程得到三倍频信号，可以比较准确的测量脉冲的子脉冲、前沿、后沿等噪声信息。该方法通常采用扫描测量方式，可用于测量重复频率较高（10Hz以上）、能量稳定输出的超短脉冲。但当脉冲放大到焦耳量级、强度达到帕瓦量级时，重复频率低，通常都是单次脉冲，对于这类单次运行的超强激光装置，必须采用单次测量。 

现在的单次测量系统通常是基于三倍频或差频相关的方式，采用各种方法将单脉冲进行复制或者不同延迟时间，最终实现单次测量，通常可探测时间窗口仅为几十皮秒。 

光克尔效应是由介质的三阶非线性引起的效应，现在已经广泛应用于超短脉冲的泵浦探测实验中。光克尔效应可表示为： 

IOKS=Iprobesin2(2θ)sin2(Δφ2)]]>

I_OKS是光克尔效应透射光强，I_probe是探测光强，θ是泵浦光和探测光偏振方向的夹角，Δφ是非线性相移。当非线性相移较小时，可近似为

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种基于啁啾脉冲特性的单次信噪比测量装置，克服了现有单次信噪比测量装置时间窗口较窄（一般为几十皮秒）的缺点，本装置可单次测量几百皮秒。 

本实用新型的技术解决方案是： 

基于脉冲啁啾特性的单次信噪比测量方法，包括以下步骤， 

（1）产生光克尔信号； 

（2）CCD采集光克尔信号得到光强在空间上的分布； 

（3）根据光强在空间上的分布信息计算得到信噪比； 

其特殊之处在于：步骤（1）中产生光克尔信号的具体步骤是： 

（1.1）将待测激光分成两束，一束作为泵浦光，另一束作为探测光； 

（1.2）探测光经展宽装置展宽为时间上啁啾和空间上啁啾的脉冲，展宽后脉冲经过第一偏振器后，聚焦到非线性介质中； 

（1.3）泵浦光通过光延迟装置，继而通过半波片调整泵浦光的偏振方向，使泵浦光的偏振方向与探测光的偏振方向所成角度为a，a≠90°，聚焦到非线性介质中； 

（1.4）调整光延迟装置使泵浦光和探测光同步到达非线性介质，即使得泵浦光和探测光在时间上重合；调节泵浦光光路上各器件的倾角和位置，使探测光与泵浦光聚焦焦点重合在非线性介质中，即泵浦光和探测光在空间上重合； 

（1.5）将透过非线性介质的探测光准直后，再经过第二偏振器，所述第二偏振器的透射偏振方向与第一偏振器的透射偏振方向垂直，能够透过第二偏振器的光信号即光克尔信号。 

展宽装置包括由两块相同光栅组成的光栅对或由两块相同三棱镜组成的棱镜对，所述光栅对中的第一块光栅设置于探测光的光路，第二块光栅设置于第一块光栅的衍射光路上，第一偏振器设置于第二块光栅的出射光路上；所述棱镜对以同样方式设置。 

光栅为反射光栅或透射光栅。 

三棱镜是具有色散性质的三棱镜。