單次激光信噪比探測裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種單次激光信噪比探測裝置，去掉了信號光光路上的單脈沖延遲器，且在快門光的光路上設置了縮束器，快門光從經過擴束的信號光的一側傳輸到另一側，只有在有快門光時，信號光才能夠通過光克爾快門到達探測器，這樣就由快門光對信號光進行空間掃描取樣，時間上是連續的。時間分辨率主要由材料的光克爾響應和馳豫時間決定，有的材料的光克爾響應和馳豫時間短的可達幾十飛秒，比先前的信噪比探測裝置的時間分辨率高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及ー種單次激光信噪比探測技木。
技術介紹
信噪比是激光器的重要技術指標，對激光應用研究的可靠性具有很大的影響，因此需要對其信噪比進行監測。目前，單次激光脈沖信噪比的測量方法主要有兩種一種采用高速示波器加硅光電ニ極管的方法進行直接測量，可測量幾百皮秒到幾個納秒光脈沖的信噪比；另一種是采用三階相關和光參量放大的方法進行間接測量，時間分辨率可達飛秒級。它們具有如下缺點1、第一種測量方法的時間分辨率很低，亞納秒，對于皮秒、飛秒激光脈沖無法探測。2、第二種測量方法在測量過程中需要考慮到相位匹配的問題，因此光路調試復雜，并且限制了測量激光的光譜范圍。公開號為201348539，公開日為2009-11-18的中國專利公開了ー種激光信噪比探測裝置，其在信號光的光路上増加了ー個單脈沖光延遲器，使得單次光脈沖在空間上按時間順序展開，經過一個由激光選通的光克爾快門選通后，由CCD或其他的面陣探測器對光脈沖進行探測，獲取單脈沖激光主脈沖之前和之后上百皮秒的信噪比，但其還是存在時間分辨率低的問題。
技術實現思路
為解決現有的單脈沖激光信噪比探測裝置時間分辨率低、光路調試復雜的技術問題，本專利技術提供ー種光克爾快門空間掃描取樣單次激光信噪比探測裝置。本專利技術的技術解決方案是ー種單次激光信噪比探測裝置，包括1/4波片、分束鏡、擴束器、光克爾介質、光向調節裝置、延遲裝置、第一偏振器、第二偏振器、第三偏振器、探測器，所述1/4波片及分束鏡依次設置于光源的輸出光路上，所述分束鏡將光源分為快門光及信號光，所述擴束器設置在信號光的光路上，所述光克爾介質設置在快門光和信號光相交叉的地方，所述第三偏振器設置在快門光的光路上，所述第一偏振器設置在信號光的光路上，所述第二偏振器設置在通過光克爾介質的信號光的光路上，所述第三偏振器為垂直偏振放置，所述第一偏振器與第三偏振器的偏振方向成45°角，所述第二偏振器與第一偏振器正交放置，所述光向調節裝置用于調節信號光和快門光的傳播方向，使其能到達光克爾介質，所述延遲裝置用于調節光程，使信號光和快門光能在光克爾介質內交叉， 其特征在于還包括第一縮束器，所述縮束器設置在快門光的光路上，所述快門光經過縮束器后與經過擴束器擴束的信號光在光克爾介質內空間交叉。還包括第二縮束器，所述第二縮束器設置在光克爾介質和探測器之間的光路上。上述第一縮束器和第二縮束器均由ー個凸透鏡和ー個凹透鏡組成。上述探測器為CXD或面陣探測器。上述延遲裝置包括依次設置在快門光的光路上的反射鏡、棱鏡、反射鏡以及用于放置棱鏡的微位移平臺。本專利技術的有益效果1、時間分辨率高公開號201348539的專利在信號光的光路上增加了ー個單脈沖光延遲器，使得單次光脈沖在空間上按時間順序展開，是離散的。時間分辨率主要由單脈沖光延時器的步進延時決定，一般是ps量級；圖2為其測量曲線圖，從圖可以看出在時間軸上曲線是有臺階的，每個臺階對應ー個時間點。本專利技術去掉了信號光光路上的單脈沖延遲器，且在快門光的光路上設置了縮束器，快門光從經過擴束的信號光的一側傳輸到另ー側，只有在有快門光時，信號光才能夠通過光克爾快門到達探測器，這樣就由快門光對信號光進行空間掃描取樣，時間上是連續的。時間分辨率主要由材料的光克爾響應和馳豫時間決定，有的材料的光克爾響應和馳豫時間短的可達幾十飛秒，圖3為其測量曲線圖，測量曲線是光滑連續的，比先前的信噪比探測裝置的時間分辨率聞。2、信號強縮束器的設置一方面提高了分辨率，另ー方面增強了快門光的強度，使光克爾快門打開的深度更深，穿過光克爾快門的信號光信號更強。3、調試簡單且測量的激光脈沖光譜范圍寬本專利技術測量系統不受非線性相位匹配的限制，因此光路調試簡單且可以對多種不同光譜范圍的激光脈沖進行測量，其光譜范圍主要由CCD或其他面陣探測器的光譜響應范圍來決定。4、誤差小本專利技術對單次激光脈沖進行的是直接測量，避免了間接測量過程中引入的誤差。附圖說明圖1為本專利技術的結構框圖；圖2為現有技術的測量曲線圖；圖3為本專利技術的測量曲線圖；附圖標記為WP_l/4波片，BS-分束鏡，Pl-第一偏振器、P2-第二偏振器、P3-第三偏振器、Kr-光克爾介質、L1、L2、L3、L4是四個透鏡、Ml、M2、M3、M4是四個高反鏡(針對激光波長)，Pr-直角棱鏡、B-擋光板。具體實施例方式ー種單次激光信噪比探測裝置，包括1/4波片、分束鏡、擴束器、光克爾介質、光向調節裝置、延遲裝置、第一偏振器、第二偏振器、第三偏振器、探測器、第一縮束器。1/4波片及分束鏡依次設置于光源的輸出光路上，分束鏡將光源分為快門光及信號光，擴束器設置在信號光的光路上，光克爾介質設置在快門光和信號光相交叉的地方，第三偏振器設置在快門光的光路上，第一偏振器設置在信號光的光路上，第二偏振器設置在通過光克爾介質的信號光的光路上，第三偏振器為垂直偏振放置，第一偏振器與第三偏振器的偏振方向成45°角，第二偏振器與第一偏振器正交放置。光向調節裝置用于調節信號光和快門光的傳播方向，使其能到達光克爾介質，延遲裝置用于調節光程，使信號光和快門光能在光克爾介質內交叉。縮束器設置在快門光的光路上，快門光經過縮束器后與經過擴束器擴束的信號光在光克爾介質內空間交叉。參照圖1，激光經分束鏡BS后，分成兩束光，一束作為快門光打開光克爾快門，另一束作為信號光束。快門光經過高反鏡M2、M3、M4，直角棱鏡Pr，偏振器P3，通過透鏡L1、L2組成的縮束鏡縮束后，透過光克爾介質Kr，用來打開快門，透射的光被一個擋光板B擋住；信號光經過高反鏡Ml,偏振器Pl (起偏),到達ー個擴束器,擴束后的光通過光克爾介質,在介質內部與快門光空間交叉，透射的光經偏振器P2檢偏，這樣就在空間上實現了快門光對信號光不同時間點位的取樣，取樣后的信號光再經過透鏡L3、L4組成的縮束鏡縮束后到達CCD。將CCD探測到的信號由空間轉換為時間，這樣就探測出了單次激光脈沖的信噪比。時間分辨率主要由材料的光克爾響應和馳豫時間決定，有的材料的光克爾響應和馳豫時間短的可達幾十飛秒，在選擇光克爾介質時需考慮以下幾個因素(I)對待測激光透明，即吸收要小；(2)光克爾響應與馳豫時間要比待測激光脈寬小；(3)非線性折射率系數要大；(4)雙光子吸收要小。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單次激光信噪比探測裝置，包括1/4波片、分束鏡、擴束器、光克爾介質、光向調節裝置、延遲裝置、第一偏振器、第二偏振器、第三偏振器、探測器，所述1/4波片及分束鏡依次設置于光源的輸出光路上，所述分束鏡將光源分為快門光及信號光，所述擴束器設置在信號光的光路上，所述光克爾介質設置在快門光和信號光相交叉的地方，所述第三偏振器設置在快門光的光路上，所述第一偏振器設置在信號光的光路上，所述第二偏振器設置在通過光克爾介質的信號光的光路上，所述第三偏振器為垂直偏振放置，所述第一偏振器與第三偏振器的偏振方向成45°角，所述第二偏振器與第一偏振器正交放置，所述光向調節裝置用于調節信號光和快門光的傳播方向，使其能到達光克爾介質，所述延遲裝置用于調節光程，使信號光和快門光能在光克爾介質內交叉，其特征在于：還包括第一縮束器，所述縮束器設置在快門光的光路上，所述快門光經過縮束器后與經過擴束器擴束的信號光在光克爾介質內空間交叉。

【技術特征摘要】
1.一種單次激光信噪比探測裝置，包括1/4波片、分束鏡、擴束器、光克爾介質、光向調節裝置、延遲裝置、第一偏振器、第二偏振器、第三偏振器、探測器， 所述1/4波片及分束鏡依次設置于光源的輸出光路上，所述分束鏡將光源分為快門光及信號光， 所述擴束器設置在信號光的光路上，所述光克爾介質設置在快門光和信號光相交叉的地方， 所述第三偏振器設置在快門光的光路上，所述第一偏振器設置在信號光的光路上，所述第二偏振器設置在通過光克爾介質的信號光的光路上，所述第三偏振器為垂直偏振放置，所述第一偏振器與第三偏振器的偏振方向成45°角，所述第二偏振器與第一偏振器正交放置， 所述光向調節裝置用于調節信號光和快門光的傳播方向，使其能到達光克爾介質， 所述延遲裝置用于調節光程，使...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賀俊芳，王屹山，程光華，吳登科，
申請(專利權)人：中國科學院西安光學精密機械研究所，
類型：發明
國別省市：