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      1. 激光測量為什么用自相關儀

        時間:2020-12-01 來源:新特光電 訪問量:1249

        隨著超快激光成為當下最熱門的研究課題,測量超快激光的相關設備也在不斷更新。依據邁克爾遜干涉儀原理設計的自相關儀是目前測量超快激光最方便,最快捷,最準確的測量儀器。

        自相關儀

        自相關儀原理

        自相關儀的光學結構類似于邁克爾遜干涉儀,激光通過分光鏡后分為兩束光,將激光的時間量變成空間量,即將時間的測量變成對長度的測量。將脈沖激光用50/50的分光片分成兩束,利用鏡片組在一束光里引入延遲,然后將兩束光合并,讓一束激光對另外一束光進行掃描,使得合并后的激光通過非線性晶體產生非線性效應,或者直接采用TPA吸收測量,再由示波器進行接收,這樣就可以得到激光脈沖的脈寬信息。

        再此,對于探測器有兩類:1、非線性晶體加探測器;2、雙光子吸收二極管TPA。采用非線性晶體是目前自相關儀最有效、最簡便的測量方式,兩束平行光經過聚焦和濾波之后,在非線性晶體中產生非線性效應,然后用光電倍增管對二次諧波進行測量,用鎖頻放大器檢測光電信號。與非線性晶體的探測方式相比,使用雙光子吸收二級管做為自相關儀的信號接收器,在搭建實驗平臺時更加的簡便,測量精度較高。但是由于光電二極管不是普通的傳感器,還要搭建特殊的前置放大電路來放大信號,必要時還要對電路內的噪聲進行處理。

        為什么要用自相關儀

        眾所周知,傳統的納秒級激光器,在測量脈沖寬度和重復頻率時,用一般的光電探測器加示波器即可達到測量目的,但是,傳統的光電探測器和示波器幾乎是無法探測到ps, fs量級的激光的。一般的光電探測器,響應時間是測量超快信號非常大的一個局限。就示波器而言,帶寬如果沒有達到測量要求,還會引起測量結果的失真。目前,可選用高速示波器來直接測量脈沖寬度,高速示波器是一種高速采樣示波器,利用光電二極管采樣分析后,可以在示波器上直接觀察出光脈沖的參數信息,當然他的分辨率必須要比激光脈沖的分辨率高,另外,還可以用條紋相機測量ps量級的超短脈沖。但是因為這兩種儀器的分辨率有限,只能測量皮秒級的激光脈沖。對于fs激光,直接測量的方式局限太多,那么可以采用間接測量(自相關儀)的方式來實現fs量級激光的測量。

        武漢新特光電提供的用于時間測量(ROC和FROG),光譜測量(MISS光譜儀)和空間測量(BeamPro)的自相關儀。它們適用于從5fs到80ps的寬波長范圍(從UV到中紅外)和大脈沖持續時間范圍。

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