[发明专利]一种非线性光谱相位测量方法

摘要

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。

主权项

1.一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，其特征在于，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；ωREF＝B其中，τ1、τ2、γ1和γ2为第二分束器的衰减系数，假设τ1＝τ2＝γ1＝γ2时，则有：其中，ω_SAM为待测样品的非线性信号；A为信号强度；i为虚数单位；为信号相位角度；ω_REF为参比晶体的非线性信号；B为信号强度；ω_SAM1为ω_SAM通过第二分束器的透射信号；ω_SAM2为ω_SAM通过第二分束器的反射信号；ω_REF1为ω_REF通过第二分束器的反射信号；ω_REF2为ω_REF通过第二分束器的透射信号；Re是取括号内式子的实部；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；所述第二分束器的A面为反射面，光波从波疏介质射向波密介质的反射过程中，反射波在离开反射点时的振动相对于入射波到达入射点时的振动相差半个周期，即半波损失。