[发明专利]一种测量微纳器件延迟特性的测量装置和测量方法

权利要求书

1.一种测量微纳器件延迟特性的测量装置，其特征在于，包括飞秒激光器、波长调谐器、光纤耦合器(1)、第一3dB光纤耦合器(2)、可调光延迟线(31)、外接光纤(32)、第二3dB光纤耦合器(6)、光纤聚焦透镜(7)、分束系统、凸透镜(15)、非线性晶体(16)、小孔光阑(17)、柱透镜(18)、CCD光谱仪(19)、控制终端(20)、待测微纳器件耦合系统(21)以及用于控制非线性晶体(16)进行转动的电动角位移台(23)；

所述外接光纤(32)包括第一外接光纤(321)和第二外接光纤(322)；所述非线性晶体(16)安装在电动角位移台(23)上；

所述飞秒激光器发出的脉冲激光束通过波长调谐器进行脉冲中心波长调节后，经光纤耦合器(1)耦合后通过单模光纤传输到第一3dB光纤耦合器(2)后分为两束激光脉冲，其中一束激光脉冲通过可调光延迟线(31)入射到第二3dB光纤耦合器(6)，另一束激光脉冲依次通过第一外接光纤(321)、待测微纳器件耦合系统(21)及第二外接光纤(322)产生延时后入射到第二3dB光纤耦合器(6)，第二3dB光纤耦合器(6)将两束激光脉冲耦合后得到双脉冲激光，光纤聚焦透镜(7)将双脉冲激光进行扩束、准直后入射到分束系统处，分束系统将准直入射的双脉冲激光分成两束一样的快门脉冲后，通过凸透镜(15)会聚照射到非线性晶体(16)上，非线性晶体(16)产生和频信号光束，和频信号光束通过小孔光阑(17)照射到柱透镜(18)后会聚入射到CCD光谱仪(19)，CCD光谱仪(19)采集和频信号光束的光谱踪迹图像并发送到控制终端(20)；

两束激光脉冲中通过可调光延迟线(31)入射到第二3dB光纤耦合器(6)的激光脉冲所传输的光程与直接通过第一外接光纤(321)和第二外接光纤(322)入射到第二3dB光纤耦合器(6)的激光脉冲所传输的光程相等。

2.根据权利要求1所述的一种测量微纳器件延迟特性的测量装置，其特征在于，所述分束系统包括直角棱镜(8)、第一反射镜(9)、第二反射镜(10)、第三反射镜(11)、第四反射镜(12)、第五反射镜(13)及第六反射镜(14)；

所述直角棱镜(8)将准直入射的双脉冲激光分成反向传播的两束双脉冲激光，其中第一束双脉冲激光依次通过第一反射镜(9)及第二反射镜(10)反射后反向平行地返回，并经第三反射镜(11)反射后得到第一快门脉冲；其中第二束双脉冲激光依次通过第四反射镜(12)及第五反射镜(13)反射后反向平行地返回，并经第六反射镜(14)反射后得到第二快门脉冲；所述第一快门脉冲和第二快门脉冲均与入射的双脉冲激光平行且同方向，而且第一快门脉冲和第二快门脉冲不在同一直线上；

所述第一束双脉冲激光从直角棱镜(8)传播到第三反射镜(11)处的光程和第二束双脉冲激光从直角棱镜(8)传播到第六反射镜(14)处的光程相等。

3.根据权利要求1所述的一种测量微纳器件延迟特性的测量装置，其特征在于，所述待测微纳器件耦合系统(21)包括待测微纳器件(4)和样品台(5)，所述待测微纳器件(4)安装在样品台(5)上，所述第一外接光纤(321)和第二外接光纤(322)分别垂直地耦合到待测微纳器件(4)两端的耦合光栅上。

4.根据权利要求1所述的一种测量微纳器件延迟特性的测量装置，其特征在于，所述非线性晶体(16)采用BBO晶体。

5.根据权利要求1所述的一种测量微纳器件延迟特性的测量装置，其特征在于，所述飞秒激光器采用飞秒染料激光器、飞秒固体激光器、飞秒半导体激光器或飞秒光纤激光器。