[发明专利]一种非线性光谱相位测量方法

说明书

本发明公开了一种非线性光谱相位测量方法，涉及非线性光谱检测技术领域，本发明适用于所有非线性光学光谱的测量，例如：倍频光谱、和频光谱以及四波混频等，根据不同的非线性情况选择不同的泵浦源以共线式输入。用两台CCD型光谱仪分别检测待测样品和参比晶体的非线性信号之和、与发生半波损失的待测样品非线性信号和参比晶体非线性信号之和；对采集得到的光谱信号进行简单的数据处理，可以得到待测样品非线性光谱的幅值信息与相位信息，是一种高效准确的非线性光谱信息采集方式，在非线性光谱的研究上有着广阔前景。

技术领域

本发明涉及非线性光谱检测技术领域，尤其涉及一种非线性光谱相位测量方法。

背景技术

非线性光学用于研究处于强光照射下的物质所产生的一系列非线性变化的现象。只有激光具有足够大的强度才可以使物质产生非线性光学效应。

在20世纪60年代，非线性光学得到了早期阶段的发展，在这一阶段，主要对二次谐波产生(倍频)、差频、和频、受激布里渊散射、受激拉曼散射、双光子吸收、饱和吸收、光参量振荡器等非线性光学现象进行观察和研究。

20世纪70年代，非线性光学继续深入发展，研究者们陆续发现了多种重要的非线性光学效应，并进行了自旋反转受激拉曼散射、相干反斯托克斯拉曼光谱学、双光子吸收光谱技术、非线性光学相位共轭技术、光学双稳效应等非线性光学现象的研究。

在20世纪80年代，出现了光学分叉和混沌、光学压缩态、多光子原子电离现象、光纤弧子等，并且对非线性光学材料的研究也取得了大量进展，在以往非线性光学晶体的基础上，相继发现了KTP(磷酸氧钛钾)、BBO(偏硼酸钡)等新兴非线性光学晶体，并开展了有机非线性晶体材料的研究以及非线性光子晶体理论的研究。

20世纪90年代以来，非线性光学最显著的进展为利用新兴非线性晶体研制出宽波段可调谐连续或脉冲光参量振荡器、光参量放大器，开展了飞秒非线性光学的研究，推动了飞秒激光在多学科研领域内的应用，并且给予光学压缩态的成功产生，开展了压缩态光学在高精度原子光谱、低噪声光通信、高精度测量等方面的研究。

目前，非线性光学已经逐渐由基础研究阶段进入到应用研究阶段，无论是技术领域还是研究领域，非线性光学的应用都是十分广泛的。

现有技术中，很多非线性光学检测技术在测量一个样品信号时需要进行多次测量，如外差法检测技术在测量样品和频光谱时就必须进行两次测量。这样不但浪费时间，而且为实验增加了很多可变因素。

发明内容

本发明提供了一种非线性光谱相位测量方法，本发明可以快速准确的得到非线性信号的幅值与相位信息，是一种高效准确的相位信息采集方式，详见下文描述：

一种非线性光谱相位测量方法，所述测量方法包括：光谱采集和数据处理两部分，光谱采集中涉及的光路包括如下元器件：第一分束器、第一反射镜、第二反射镜、参比晶体、第二分束器、第一CCD型光谱仪以及第二CCD型光谱仪，

输入泵浦源经过第一分束器分成两束，同时照射在参比晶体与待测样品上，参比晶体与待测样品受激分别产生非线性光谱信号；

待测样品的非线性光谱信号、与参比晶体的非线性光谱信号照射在第二分束器上；待测样品的非线性光谱信号在A面的反射光发生了半波损失，参比晶体的非线性光谱信号在A面的反射光没有发生半波损失；

第一CCD型光谱仪用于采集待测样品、以及参比晶体的非线性光谱信号之和；第二CCD型光谱仪用于采集半波损失的待测样品的非线性光谱信号、以及参比晶体的非线性光谱信号之和；

根据第一CCD型光谱仪、第二CCD型光谱仪所得到的光谱图I1和I2进行简单的数据处理，可以准确高效地得到待测样品的非线性光谱的幅值信息和相位信息。

所述输入泵浦源为红外超短脉冲激光与可见光超短脉冲激光，以共线式输入。所述参比晶体为石英晶体。