一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量装置及方法

技术特征：
1.一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量装置，其特征在于：包括激光器(1)、第一分束片(2)、第二分束片(5)、第三分束片(3)、第一反射镜(6)、第二反射镜(4)、延时线(9)、尖劈对(10)、凹面银镜(11)、荧光晶体(12)、聚焦镜(13)以及ccd(14)；所述第一分束片(2)设置在激光器(1)的激光输出光路上，用于将激光分成透射光和反射光；其中，反射光作为参考光；所述第三分束片(3)、第二反射镜(4)依次设置在参考光光路上，用于将参考光入射至凹面银镜(11)上；所述第二分束片(5)设置在透射光光路上，用于将透射光分成基频光与信号光，信号光为透射形成，基频光为反射形成；所述第一反射镜(6)设置在基频光光路上，用于将基频光入射至尖劈对(10)上；所述延时线(9)设置在信号光光路上，用于将信号光入射至尖劈对(10)上；所述基频光和信号光同时到达尖劈对(10)，尖劈对(10)用于将基频光和信号光进行合束，并将合束光入射至凹面银镜(11)上；经凹面银镜(11)聚焦后的参考光和合束光依次经过荧光晶体(12)、聚焦镜(13)和ccd(14)；所述荧光晶体(12)用于对反射光和合束光产生荧光；所述聚焦镜(13)用于将荧光聚焦至ccd(14)上进行成像。2.根据权利要求1所述一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量装置，其特征在于：激光器(1)为中心波长为1.3μm的飞秒激光器。3.根据权利要求2所述一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量装置，其特征在于：所述延时线(9)由第三反射镜(7)和第四反射镜(8)放置在压电陶瓷上组成。4.根据权利要求3所述一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量装置，其特征在于：所述荧光晶体(12)为氧化锌、金刚石、熔石英、氧化镁、单晶硅中的一种。5.根据权利要求4所述一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量装置，其特征在于：所述荧光晶体(12)为氧化锌。6.根据权利要求5所述一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量装置，其特征在于：所述氧化锌厚度为200μm。7.根据权利要求6所述一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量装置，其特征在于：所述第一分束片(2)、第二分束片(5)、第三分束片(3)均为50％分束片；所述第一反射镜(6)、第二反射镜(4)、第三反射镜(7)和第四反射镜(8)均为高反镜，反射率大于99％；所述凹面银镜(11)焦距为100mm；所述聚焦镜(13)焦距为40mm；所述ccd(14)为硅基的可见光相机。8.一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量方法，基于权利要求1-7任一所述的装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)激光器(1)发出待测激光，经过第一分束片(2)后分为反射光和透射光；其中，反射光作为参考光；步骤2)参考光经过第三分束片(3)以及第二反射镜(4)入射到凹面银镜(11)上；参考光
经凹面银镜(11)聚焦至荧光晶体(12)产生荧光，记为第一荧光，第一荧光通过聚焦镜(13)最终成像在ccd(14)上形成光斑，记为为第一荧光光斑；透射光通过第二分束片(5)分为基频光与信号光，信号光为透射形成，基频光为反射形成；基频光经过第一反射镜(6)，信号光经过延时线(9)，随后同时入射至尖劈对(10)上，尖劈对(10)将基频光与信号光进行合束后入射到凹面银镜(11)上，合束光经凹面银镜(11)再聚焦至荧光晶体(12)产生荧光，记为第二荧光，第二荧光通过聚焦镜(13)最终成像在cdd(14)上形成光斑，记为为第二荧光光斑；步骤3)通过移动延时线(9)，对基频光与信号光在不同延时下的不同重合度的第二荧光光斑进行采样；步骤4)将步骤3)得到的不同重合度的第二荧光光斑强度与第一荧光光斑强度进行差分，获得在不同延时下的荧光强度，并输出不同延时下得到的荧光强度曲线；步骤5)利用多光子的微扰理论，对荧光强度曲线进行反演计算，获得待测激光的波长、相位和脉冲宽度。9.根据权利要求8所述的一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量方法，其特征在于：步骤2)中，所述荧光晶体(12)为氧化锌；所述延时线(9)由第三反射镜(7)和第四反射镜(8)放置在压电陶瓷上组成。10.根据权利要求9所述的一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量方法，其特征在于：步骤1)中，所述第一分束片(2)为50％分束片；步骤2)中，所述第二分束片(5)、第三分束片(3)均为50％分束片，所述第一反射镜(6)、第二反射镜(4)均为高反镜且反射率大于99％，所述凹面银镜(11)焦距为100mm，所述聚焦镜(13)焦距为40mm，所述ccd(14)为硅基的可见光相机；所述氧化锌厚度为200μm；所述第三反射镜(7)和第四反射镜(8)均为高反镜且反射率大于99％。

技术总结
本发明涉及激光脉冲测试技术，具体涉及一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量装置及方法。解决了现有激光脉冲特性测量中波长带宽受限，且不同波长激光脉冲的测量需要不同的非线性晶体的技术问题。本发明装置由激光器产生激光，经第一分束片将激光分成透射光和参考光，参考光依次经过第三分束片、第二反射镜后入射至凹面银镜，再聚焦至荧光晶体产生荧光，荧光通过聚焦镜成像在相机上；透射光束经第二分束片分为基频光与信号光，经过第一反射镜后的基频光与通过延时线后的信号光通过尖劈对进行合束后入射至凹面银镜，再聚焦至荧光晶体产生荧光，最终通过聚焦镜成像在相机上。本发明还提供了一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量方法。特性测量方法。特性测量方法。


技术研发人员：黄沛 曹华保 付玉喜 袁浩 王向林 王虎山 刘柯阳 林华 王屹山 赵卫
受保护的技术使用者：中国科学院西安光学精密机械研究所
技术研发日：2021.12.22
技术公布日：2022/4/15