[发明专利]一种单发紫外超短脉冲脉宽测量装置及方法

权利要求书

1.一种单发紫外超短脉冲脉宽测量装置，包括测量底板和激光器，其特征在于，所述测量底板上安装有三倍频器(1)、双色分束镜(2)、第一平移台(3)、第二平移台(4)、第一紫外光反射镜(5)、第二紫外光反射镜(6)、第三紫外光反射镜(7)、第一近红外光反射镜(8)、第二近红外光反射镜(9)、第三近红外光反射镜(10)、第四近红外光反射镜(11)、第五近红外光反射镜(12)和第六近红外光反射镜(13)、非线性晶体(14)、自相关仪(15)和成像装置(16)；其中，第一平移台(3)上安装第一紫外光反射镜(5)和第二紫外光反射镜(6)，第二平移台(4)上安装第一近红外光反射镜(8)和第二近红外光反射镜(9)；

激光器发射激光经过三倍频器(1)出射紫外光脉冲和近红外光脉冲，紫外光脉冲经由双色分束镜(2)反射，近红外光脉冲经由双色分束镜(2)透射；

经由双色分束镜(2)反射的紫外光脉冲经由第一紫外光反射镜(5)、第二紫外光反射镜(6)和第三紫外光反射镜(7)依次反射，入射到非线性晶体(14)内；

通过调节第六近红外光反射镜(13)使其偏离近红外光脉冲的入射路径，经由双色分束镜(2)透射的近红外光脉冲经由第一近红外光反射镜(8)、第二近红外光反射镜(9)、第三近红外光反射镜(10)和第四近红外光反射镜(11)依次反射，入射到非线性晶体(14)内；

通过调节第六近红外光反射镜(13)使其处于近红外光脉冲的入射路径上，经由双色分束镜(2)透射的近红外光脉冲经由第一近红外光反射镜(8)、第二近红外光反射镜(9)、第三近红外光反射镜(10)、第四近红外光反射镜(11)、第六近红外光反射镜(13)和第五近红外光反射镜(12)，入射到自相关仪(15)内；

通过成像装置(16)观察紫外光脉冲和近红外光脉冲的差频信号。

2.一种应用权利要求1所述的单发紫外超短脉冲脉宽测量装置进行脉宽测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，激光器发射激光，激光经由三倍频器(1)出射紫外光脉冲和近红外光脉冲，紫外光脉冲经由双色分束镜(2)反射，近红外光脉冲经由双色分束镜(2)透射；

步骤2，经由双色分束镜(2)反射的紫外光脉冲和经由双色分束镜透射的近红外光脉冲以一定角度入射到非线性晶体(14)中，二者在非线性晶体(14)内相交；

步骤3，调节紫外光脉冲或者近红外光脉冲的光程，使得二者在非线性晶体(14)中相交处的时间同步；

步骤4，调整非线性晶体(14)的相位匹配角度，直到在成像装置(16)上观察到紫外光脉冲和近红外光脉冲的差频信号；

步骤5，调节紫外光脉冲或者近红外光脉冲的光程，对所述紫外超短脉冲的脉宽测量装置进行校准，得到校准系数；

步骤6，根据步骤5得到的校准系数和步骤4中的差频信号，得到紫外光脉冲和近红外光脉冲的强度互相关信号的时间宽度τ_p；

步骤7，测量近红外光脉冲的脉宽t_p1；

步骤8，根据公式计算出紫外光脉冲宽度t_p2。

3.如权利要求2所述的应用权利要求1所述的单发紫外超短脉冲脉宽测量装置进行脉宽测量的方法，其特征在于，所述步骤2中的经由双色分束镜(2)反射的紫外光脉冲和经由双色分束镜(2)透射的近红外光脉冲以一定角度入射到非线性晶体(14)中，二者在非线性晶体(14)内相交；具体实现过程如下：

经由双色分束镜(2)反射的紫外光脉冲经由第一紫外光反射镜(5)、第二紫外光反射镜(6)和第三紫外光反射镜(7)依次反射，垂直入射到非线性晶体(14)内；

调节第六近红外光反射镜(13)使其偏离近红外光脉冲的入射路径，经由双色分束镜(2)透射的近红外光脉冲经由第一近红外光反射镜(8)、第二近红外光反射镜(9)、第三近红外光反射镜(10)和第四近红外光反射镜(11)依次反射，入射到非线性晶体(14)内；

通过调节第三近红外光反射镜(10)和第四近红外光反射镜(11)使得近红外光脉冲与紫外光脉冲在非线性晶体(14)内相交，夹角小于5°。