[实用新型]一种测量飞秒激光脉冲波前特性的自相关仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种飞秒激光脉冲特性的测量装置，尤其是能够测量飞秒激光脉冲波前是否倾斜的测量装置。

背景技术

随着飞秒激光技术的迅猛发展，对飞秒激光脉冲的准确测量有了更高的要求。由于飞秒激光的脉冲宽度极短，用电子仪器无法进行时域测量，通常采用光学脉冲自相关法测。为了得到准确的脉宽、光谱、相位等完整的脉冲信息，人们在传统的干涉自相关法的基础上先后提出了频率分辨光学开关法及光谱位相相干电场重建法等测量技术。但是，在激光传输过程中，色散元件的微小失谐都会带来角色散。由于角色散的存在，各光谱成分的脉冲峰值的连线所形成的面(波前面)不再与光束的位相面平行，会出现一个倾斜夹角α，这时脉冲出现波前倾斜，如图1所示，实线部分是波前面与位相面平行，激光脉冲没有出现倾斜，虚线部分是波前面与位相面有夹角α，激光脉冲出现了波前倾斜。波前倾斜会导致激光在空间域上出现光谱分裂，时间域上加宽脉宽，最终结果会使聚焦后的脉冲峰值功率严重下降可达两个数量级以上，严重影响了飞秒激光的高次谐波的产生，特别是在非线性光学应用领域，飞秒激光失去了超短脉宽，超强功率的优势。目前，应用上述测量技术是无法直接观测到飞秒激光是否存在波前倾斜。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测量飞秒激光脉冲波前特性的自相关仪，以克服公知技术中存在的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供的测量飞秒激光脉冲波前特性的自相关仪，其包括有：

一分束片；

一复合反射镜，置于分束片反射光臂的位置，该复合反射镜为两块水平方向夹角为90°的反射镜组成；

一反射镜，置于复合反射镜出射光臂和一非线性晶体光轴的位置；

一复合透射镜，置于分束片透射光臂的位置，该复合透射镜为两块垂直方向夹角为90°的反射镜组成；

一透射镜，置于复合透射镜出射光臂和一非线性晶体光轴的位置，该透射镜为两块水平方向夹角为90°的反射镜组成。

所述的测量飞秒激光脉冲波前特性的自相关仪，其中分束片的分束比为1∶1。

所述的测量飞秒激光脉冲波前特性的自相关仪，其中非线性晶体为β-偏硼酸钡晶体。

所述的测量飞秒激光脉冲波前特性的自相关仪，其中复合透射镜置于可调节的位移平台上。

所述的测量飞秒激光脉冲波前特性的自相关仪，其中复合反射镜、反射镜、复合透射镜、透射镜及非线性晶体安装在光学面包板上。

由本实用新型的实施，其结构简单，成本低廉，方便测量波前倾斜的自相关仪。该相关仪不仅能够测量飞秒激光的脉宽，而且还能直观的观测到激光脉冲是否存在波前倾斜，并且可以根据测量结果，对飞秒激光器的压缩器部分进行在线调试来消除波前倾斜，有效的提高了飞秒激光的脉冲特性，为飞秒激光的应用，犹其是在飞秒激光产生高次谐波领域提供了保证。

附图说明

图1是波前倾斜原理图

图2是本实用新型测量飞秒激光脉冲波前特性的自相关仪的光路示意图。

图3是本实用新型放置状态示意图，其中：(a)是水平放置状态示意图；(b)是垂直放置状态示意图。

图4是本实用新型的测量结果；其中：(a)为波前无水平倾斜的试验结果示意图；(b)为波前存在水平倾斜时的结果示意图。

图5是本实用新型的测量结果；其中：(a)为波前无垂直倾斜的试验结果示意图；(b)为波前存在垂直倾斜时的结果示意图。

具体的实施方式

请参阅图2和图3。本实用新型提供的测量飞秒激光脉冲波前特性的自相关仪，是在一个长350mm宽300mm厚8mm的光学面包板上搭建自相关仪的光路。主要的光学元件：分束比为1∶1的分束片(BS)，零级石英半波片，7块镀铝膜的高反镜，一个非线性β-偏硼酸钡(BBO)晶体。主要的机械元件：两个尺寸相等的铝合金平台1和2，基本尺寸为：350×300×8mm³，平台1作为光学面包板用于布置光路，平台2作为上盖，用于翻转90°时，稳定支撑作用；平台1和平台2由四个不锈钢支柱3、4、5和6固定连接为一体；复合反射镜M1、复合透射镜M2以及透射镜M3分别安装在三个夹角为90°的镜座上。

如图2所示，为本实用新型的光路示意图。

激光经分束片BS，其中50％的入射光反射到复合反射镜M1上，该复合反射镜M 1是两块水平方向夹角为90°的高反镜构成的复合镜；复合反射镜M1的出射光经反射镜M4射向BBO晶体。