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    脈沖寬度是脈沖激光器的重要性能指標,利用掃描自相儀可以測量ps和fs的脈沖寬度。隨著激光器的問世脈沖激光器由于峰值功率高而獲得廣泛的應用,目前在化學反應動力學、非線性光學、光語分析、激光加工、激光測距等科技領域都采用脈沖激光器作為光源。脈沖激光器的脈沖寬度已從毫秒和納秒提高到皮秒和飛秒。

    關于脈沖激光器脈沖寬度的定義,對于單縱模輸出,其脈沖寬度定義為脈沖高度50%的全脈沖寬度(FWHM);對于多模輸出,其脈沖寬度為最佳擬合包絡脈沖的FWHM。對于一般脈沖激光器,通常可以利用一臺帶寬大于350MHz的示波器,和快速光電二極管(升降時間小于1ns)進行測量。對于ps和fs脈沖激光器,則只能使用條紋相機,或掃描自相關儀進行測量。掃描自相關儀是近十多年來發展的專門用于測量脈沖寬度的新型儀器,具有高分辮率、高靈敏度和使用方便等優點。目前已出現多種型號的自相關儀可用于探測超短光學脈沖的瞬時寬度,提供最佳的靈敏度和分辮率,適于測量鎖模染料或藍寶石激光器的fs脈沖和脈沖半導體激光器或Nd-YAG/YLF激光器的ps脈沖。

    利用http://www.wfqzno.live/product-13228.html測量激光的脈沖寬度,整套系統應包括光學系統和用于控制與顯示的計算機系統。自相關儀的光學系統類似于邁克爾遜干涉儀的結構,可以有兩種形式共線的和非共線的,如圖所示。圖中入射光脈沖經分束片分為兩束光,然后分別經兩棱鏡反射后再次共軸輸出,即為共線型。

   顯然,調節棱鏡的位置可以使兩束光分別有不同的光程,連續改變棱鏡的位置可以形成一個脈沖序列對另一脈沖序列的掃描,形成相關函數的波形。選擇倍頻晶體的方向使輸入光E(t)和E(t-τ)一兩束光的波矢量都稍偏離相位匹配方向,因而在單獨入射時不產生二次諧波,當兩束光同時入射時因合成矢量滿足相位匹配條件則產生二次信頻其信號與兩束光強的乘積有關,由于倍頻光信號僅與兩束光強度的乘積項有關:

   因此所產生的二次諧波,由光電倍增管接收并予記錄。圖所示則是目前應用比較廣泛的非共線相關測法,其中兩光束通過透鏡聚焦于晶體上,其二次諧波通過濾光片和調節光闌為光電倍增管接收并予記錄。非共線相關測量法能消除背景光,可以達到較高的測量精度。

    由此可知,利用光脈沖強度相關法測量脈沖寬度,實質上就是把時間的測量轉換成長度的測量,把光脈沖形狀的測量轉換成相關函數是S(τ)動波形的測量,其半寬度的時間間隔即為脈沖寬度。而自相關儀的光學結構則主要由分束片、延遲器、晶體、濾光片和光電倍增管等組成,其中分束片、晶體、濾光片和光電倍增管主要根據入射激光脈沖和二次諧波波長的匹配來選擇。而延遲器則可以采用不同的光學結構,它們可以是平移直角棱鏡、轉動反射鏡和轉動玻璃平板等,這在下面的實例中可以看出它們的具體結構。

   根據激光脈沖寬度的定義,如果將自相關儀接入示波器,在屏幕上顯示出自相關曲線的波形,按設定的示波器時間基a,由其半寬度的格值可以讀出其半寬度格值(X),而其實時值則必須考慮定標因子(T/t)(psec/msec),即X(T/t),這里為延遲時間t為掃描時間,T/t對于不同類型的儀器是不同的,參見具體儀器的說明書。最后,實際的脈沖寬度還要考慮激光脈沖的波形系數高斯型、雙曲線正割型、單邊指數型,其變換系數分別為0.707、0.648、0.5。也就是說,如果是高斯型脈沖,則其實際脈沖寬度為X*(T/t)*a*0.707。上述測試控制和計算完全可以由計算機系統實現。


瞬渺光電新推出Avesta的單發自相關儀ASF。俄羅斯Avesta公司主要生產和研發各種超快激光器,超快激光配件以及超快檢測設備。他們的ASF自相關儀采用CCD探測器。和其他二階自相關儀一樣,也是通過探測倍頻信號來獲取輸入光脈沖寬度信息。不同的是,該產品既可測量高重復頻率(>10Hz),又可測量110Hz的超快激光放大器,工作波段可選擇7001300nm(或13002000nm,可測量的脈沖寬度為20200fs(或2002000fs

品牌: Avesta(3)
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新型三階自相關儀(Third order Cross-correlator)專用于超快激光器各項參數測試,包括激光脈沖對比度、確定脈沖基準、脈沖前后沿、飛秒系統放大自發輻射等。它還提供了飛秒尺度上三階自相關脈沖強度信息,可用于高功率飛秒激光器校準。
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AVESTA 公司是世界著名的超快光信號測量儀器開發商,其自/互相關儀(Autocorrelator)在多功能性,靈敏度上都相當出色,并最大限度的體現了高性價比。
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