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一種光譜相位干涉裝置及超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型適用于光電【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種光譜相位干涉裝置及超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)系統(tǒng)，所述光譜相位干涉裝置包括和頻晶體、第三分束器、第一相移機(jī)構(gòu)、第二相移機(jī)構(gòu)、光譜儀以及處理器，所述第一相移機(jī)構(gòu)和第二相移機(jī)構(gòu)分別具有使第一和頻子脈沖與第二和頻子脈沖或者使第三和頻子脈沖與第四和頻子脈沖間產(chǎn)生π或-π相移的第二波片和第三波片。其在現(xiàn)有SPIDER裝置基礎(chǔ)上引進(jìn)二步相移技術(shù)，這樣可以方便地獲得兩幅干涉條紋互補(bǔ)的光譜干涉圖樣，在數(shù)據(jù)處理上不再需要用時(shí)間窗濾去直流量，從而消除直流量與交流量的時(shí)間交疊對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，極大地提升了測(cè)量精度。因此，本光譜相位干涉裝置廣泛應(yīng)用于各種超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)系統(tǒng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種光譜相位干涉裝置及超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種光譜相位干涉裝置及超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超短激光脈沖目前已廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)、材料、生物醫(yī)學(xué)、國(guó)防、工業(yè)加工等各個(gè)領(lǐng)域。自八十年代末至今，人們對(duì)超短光脈沖的研究一直就沒(méi)有停止過(guò)。其中包括更短、更強(qiáng)的超短脈沖的產(chǎn)生和放大技術(shù)、超短脈沖的診斷技術(shù)以及不斷開(kāi)拓各種新的應(yīng)用領(lǐng)域。在各種超短脈沖測(cè)量技術(shù)中，自相關(guān)測(cè)量是一種最為常用的技術(shù)，其特點(diǎn)為簡(jiǎn)單、易用。但它只能近似地測(cè)量脈沖寬度而不能測(cè)量脈沖的形狀和相位。頻率分辨光快門(mén)技術(shù)能測(cè)量光脈沖的形狀、寬度和相位，結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單，不過(guò)它復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理限制了它的工作效率和實(shí)時(shí)診斷能力。利用傳統(tǒng)的光譜剪切干涉的SPIDER技術(shù)也能測(cè)量光脈沖的寬度、形狀和相位。它的優(yōu)點(diǎn)是:測(cè)量在光譜域進(jìn)行，不需快響應(yīng)接收器；裝置內(nèi)不含任何移動(dòng)元件，穩(wěn)定可靠；遞代算法簡(jiǎn)單，有利于高重復(fù)率實(shí)時(shí)檢測(cè)。其不足之處為對(duì)于光譜形狀比較復(fù)雜，或光譜較窄的超短脈沖，測(cè)量的精度就比較差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種用于超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)的光譜相位干涉裝置，旨在提高現(xiàn)有光譜相位干涉裝置測(cè)量精度。
[0004]本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種光譜相位干涉裝置，包括:
[0005]用于獲取啁啾脈沖及特性相同的第一待測(cè)子脈沖和第二待測(cè)子脈沖，并使所述啁啾脈沖分別作用于第一待測(cè)子脈沖和第二待測(cè)子脈沖，以產(chǎn)生第一和頻脈沖和第二和頻脈沖的和頻晶體；
[0006]用于將所述第一和頻脈沖分為第一和頻子脈沖和第二和頻子脈沖、所述第二和頻脈沖分為第三和頻子脈沖和第四和頻子脈沖的第三分束器；
[0007]用于使所述第一和頻子脈沖與第三和頻子脈沖疊加，以產(chǎn)生第一光譜干涉圖樣的第一相移機(jī)構(gòu)；
[0008]用于使所述第二和頻子脈沖與第四和頻子脈沖疊加，以產(chǎn)生第二光譜干涉圖樣的第二相移機(jī)構(gòu)；
[0009]用于獲取所述第一光譜干涉圖樣和第二光譜干涉圖樣的光譜儀；以及
[0010]用于對(duì)所述第一光譜干涉圖樣和第二光譜干涉圖樣進(jìn)行處理，以獲得所述第一待測(cè)子脈沖或第二待測(cè)子脈沖特性的處理器；
[0011]其中，所述第一相移機(jī)構(gòu)和第二相移機(jī)構(gòu)分別具有使第一和頻子脈沖與第二和頻子脈沖或者使第三和頻子脈沖與第四和頻子脈沖間產(chǎn)生或-JI相移的第二波片和第三波片。
[0012]本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于提供一種采用上述光譜相位干涉裝置的超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)系統(tǒng)。
[0013]本實(shí)用新型實(shí)施例在現(xiàn)有SPIDER裝置基礎(chǔ)上引進(jìn)ニ步相移技術(shù)，這樣可以方便地獲得兩幅干涉條紋互補(bǔ)的光譜干涉圖樣，在數(shù)據(jù)處理上不再需要用時(shí)間窗濾去直流量，從而消除了直流量與交流量的時(shí)間交疊對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，從而提升了測(cè)量精度和測(cè)量范圍。因此，本光譜相位干渉裝置廣泛應(yīng)用于各種超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)系統(tǒng)，尤適用于測(cè)量光譜形狀比較復(fù)雜或光譜較窄的超短脈沖時(shí)間/光譜特性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的光譜相位干渉裝置的光路結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2是線偏振光通過(guò)半波片后，光束偏振面受到調(diào)制發(fā)生偏轉(zhuǎn)的示意圖；
[0016]圖3是偏振無(wú)關(guān)的無(wú)色散光束分束器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例ニ提供的光譜相位干渉裝置的光路結(jié)構(gòu)圖；以及
[0018]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的光譜相位干渉裝置的光路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一歩詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0020]本實(shí)用新型實(shí)施例在現(xiàn)有SPIDER裝置基礎(chǔ)上引進(jìn)ニ步相移技術(shù)，這樣可以方便地獲得兩幅干涉條紋互補(bǔ)的光譜干涉圖樣，在數(shù)據(jù)處理上不再需要用時(shí)間窗濾去直流量，從而消除了直流量與交流量的時(shí)間交疊對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，提升了測(cè)量精度。因此，本光譜相位干渉裝置廣泛應(yīng)用于各種超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)系統(tǒng)，尤適用于測(cè)量光譜形狀比較復(fù)雜或光譜較窄的超短脈沖時(shí)間/光譜特性。
[0021]下面列舉若干實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0022]實(shí)施例一
[0023]如圖1所示，本實(shí)施例提供的光譜相位干渉裝置包括:用于獲取啁啾脈沖10及特性相同的第一待測(cè)子脈沖11和第二待測(cè)子脈沖12，并使所述啁啾脈沖I分別作用于第一待測(cè)子脈沖11和第二待測(cè)子脈沖12、以產(chǎn)生第一和頻脈沖13和第二和頻脈沖14的和頻晶體5 ;用于將所述第一和頻脈沖13分為第一和頻子脈沖15和第二和頻子脈沖16、所述第二和頻脈沖14分為第三和頻子脈沖17和第四和頻子脈沖18的第三分束器3 ;用于使所述第一和頻子脈沖15與第三和頻子脈沖17疊加，以產(chǎn)生第一光譜干涉圖樣的第一相移機(jī)構(gòu)；用于使所述第二和頻子脈沖16與第四和頻子脈沖18疊加，以產(chǎn)生第二光譜干涉圖樣的第二相移機(jī)構(gòu)；用于獲取所述第一光譜干涉圖樣和第二光譜干涉圖樣的光譜儀；以及用于對(duì)所述第一光譜干涉圖樣和第二光譜干涉圖樣進(jìn)行處理，以獲得所述第一待測(cè)子脈沖11或第二待測(cè)子脈沖12的特性的處理器19 ;其中，所述第一相移機(jī)構(gòu)和第二相移機(jī)構(gòu)分別具有使第ー和頻子脈沖15與第二和頻子脈沖16或者使第三和頻子脈沖17與第四和頻子脈沖18間產(chǎn)生n相移的第二波片22和第三波片23。這樣可以方便地獲得兩幅干涉條紋互補(bǔ)的光譜干涉圖樣，在數(shù)據(jù)處理上不再需要用時(shí)間窗濾去直流量，從而消除了直流量與交流量的時(shí)間交疊對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，極大地提升了測(cè)量精度。因此，本光譜相位干渉裝置廣泛應(yīng)用于各種超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)系統(tǒng)，尤適用于測(cè)量光譜形狀比較復(fù)雜或光譜較窄的超短脈沖時(shí)間/光譜特性。
[0024]為獲得所述啁啾脈沖10及特性相同的第一待測(cè)子脈沖11和第二待測(cè)子脈沖12，本光譜相位干涉裝置還包括:用于接收待測(cè)脈沖20并使之分為反射脈沖24和透射脈沖25的第一分束器I ;用于對(duì)所述透射脈沖25進(jìn)行展寬并使之成為啁啾脈沖10的色散器6 ;用于將所述反射脈沖24分為第一待測(cè)子脈沖11和第二待測(cè)子脈沖12的第二分束器2 ;以及用于調(diào)整所述啁啾脈沖10的偏振方向的第一波片21。其中，所述第一波片21使投射至其上的啁啾脈沖10的偏振方向旋轉(zhuǎn)90°后出射。
[0025]本實(shí)施例主要用于單次脈沖測(cè)量，所述第一波片21、第二波片22和第三波片23均采用半波片。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，半波片(相位延遲器)作為一種常用的偏振器件，它可以由多種人工或天然雙折射晶體制成，常被用來(lái)改變?nèi)肷涔馐钠駪B(tài)。半波片能夠使得在其中傳播的O光和e光產(chǎn)生一個(gè)的相對(duì)相移，它能夠?qū)⑷肷涞木€偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)一個(gè)特定的角度，在激光【技術(shù)領(lǐng)域】常被用來(lái)作為偏振控制器件。若一束線偏振光入射至半波片，光束偏振面與半波片的慢軸的夾角為0 (如45° )，經(jīng)過(guò)該半波片調(diào)制后，光束偏振面將以半波片的慢軸為對(duì)稱(chēng)軸旋轉(zhuǎn)2 (如90° )，如圖2所示。在本實(shí)施例中，入射至所述第一波片21的啁啾脈沖光束偏振面與該波片慢軸的夾角為45°。所述第一和頻子脈沖15與第二波片22慢軸的夾角為0°或90°，所述第二和頻子脈沖16與第三波片23慢軸的夾角為90°或0°。
[0026]另外，本光譜相位干涉裝置還可以進(jìn)一步包括:用于調(diào)節(jié)所述第一待測(cè)子脈沖11與第二待測(cè)子脈沖12間的相對(duì)時(shí)間延遲的第一脈沖延時(shí)器31以及用于調(diào)節(jié)所述第一和頻脈沖13與第二和頻脈沖14間的相對(duì)時(shí)間延遲的第二脈沖延時(shí)器32。當(dāng)所述待測(cè)脈沖20在10飛秒左右時(shí)，由用作所述第一分束器I的分束片將所述待測(cè)脈沖20分為兩束，其中一束為反射脈沖24，另一束為透射脈沖25。所述透射脈沖25經(jīng)所述色散器6被展寬為時(shí)間寬度在300飛秒至800飛秒間的啁啾脈沖10。所述反射脈沖24經(jīng)所述第二分束器2被等分成兩個(gè)脈沖，其中一個(gè)脈沖為第一待測(cè)子脈沖11，另一個(gè)為第二待測(cè)子脈沖12，兩者寬度、形狀和相位等特性相同。所述第一待測(cè)子脈沖11和第二待測(cè)子脈沖12與啁啾脈沖10 —起入射到非線性和頻晶體5，產(chǎn)生第一和頻脈沖13以及第二和頻脈沖14。其中，所述非線性和頻晶體5系厚度約為幾十微米的P-BBO晶體，采用第二類(lèi)相位匹配。和頻過(guò)程中，所述啁啾脈沖10為e光，而所述第一待測(cè)子脈沖11和第二待測(cè)子脈沖12均為O光。
[0027]此處通過(guò)調(diào)節(jié)所述第一脈沖延時(shí)器31使第一和頻脈沖13與第二和頻脈沖14的中心波長(zhǎng)相差約2.5納米。這兩個(gè)和頻脈沖隨后平行地投射至所述第三分束器3，各自被分成兩束；即所述第一和頻脈沖13經(jīng)所述第三分束器3反射、透射后分為第一和頻子脈沖15和第二和頻子脈沖16 ;同樣地，所述第二和頻脈沖14經(jīng)所述第三分束器3反射、透射后分為第三和頻子脈沖17和第四和頻子脈沖18。通常，所述第三分束器3優(yōu)選為50:50的非偏振立方體分束器。其中，所述第一和頻子脈沖15和第二和頻子脈沖16分別經(jīng)一 400納米波長(zhǎng)光的寬帶半波片(即第二波片22和第三波片23)后進(jìn)入第一光譜儀41和第二光譜儀42。而第三和頻子脈沖17和第四和頻子脈沖18則直接被第一光譜儀41和第二光譜儀42分別接收。此時(shí)，所述第一和頻子脈沖15與第三和頻子脈沖17疊加，產(chǎn)生第一光譜干涉圖樣；所述第二和頻子脈沖16與第四和頻子脈沖18疊加，產(chǎn)生第二光譜干涉圖樣。[0028]可通過(guò)所述第二脈沖延時(shí)器32調(diào)節(jié)所述第一和頻脈沖13與第二和頻脈沖14間的相對(duì)時(shí)間延遲，以使各光譜儀測(cè)得的光譜干涉環(huán)疏密適當(dāng)。其中，所述第一光譜儀41和第二光譜儀42的光譜分辨率需足夠高(例如0.02納米)。另外，此處使透過(guò)所述第二波片22的和頻子脈沖為O光，使透過(guò)所述第三波片23的和頻子脈沖為e光；或者使透過(guò)所述第二波片22的和頻子脈沖為e光，使透過(guò)所述第三波片23的和頻子脈沖為O光。即若所述第一和頻子脈沖15為O光，則所述第二和頻子脈沖16為e光；若所述第三和頻子脈沖17為O光，則所述第四和頻子脈沖18為e光；若所述第一和頻子脈沖15為e光，則所述第二和頻子脈沖16為O光；若所述第三和頻子脈沖17為e光，則所述第四和頻子脈沖18為O光。[0029]假設(shè)所述第一光譜儀41測(cè)到的光譜干涉環(huán)為
[0030]D1= I Eia (w) 12+1 E2a ( o - Q ) 12+2 | Eia (w) E2a (o - Q ) | cos [ w x + iy (0)-?; (o-Q)]
(1)
[0031]其中E表示電場(chǎng)，T為所述第一和頻脈沖13與第二和頻脈沖14間的時(shí)間延遲，Q為所述第一和頻脈沖13與第二和頻脈沖14間的中心頻率差，而V表示相位。相應(yīng)地，所述第二光譜儀42測(cè)到的光譜干涉環(huán)可表示為
[0032]D2= I Eib (w) 12+1 E2b ( w - Q ) 12~2 | Eib (w) E2b (w - Q ) | cos [ w x + iy (0)-?; (o-Q)]
(2)
[0033]因所述第一和頻脈沖13和第二和頻脈沖14平行地入射至一 50:50的非偏振立方體分束器，故有
[0034]Ieib(CO) |2/|e1a(co) I2=Ie2b(CO) |2/|e2A(?) I2=I ⑶
[0035]實(shí)際上，非偏振立方體分束器的分束比可能略微偏離I。對(duì)此進(jìn)行數(shù)值修正，于是可得下式結(jié)果
[0036]D「U D2=4 I Eib (w) E2b (w - Q ) | cos [ w x + iy (0)-?; (o-Q)] (4)
[0037]顯然,修正系數(shù)y滿(mǎn)足
[0038]u I Eib O) 12二 I Eia O) 12，u E2b (w - Q ) |2二 | E2a O) |2 (5)
[0039]于是可以直接從⑷式得到光譜剪切相位差。
[0040]本實(shí)施例中所述第一光譜儀41和第二光譜儀42為同型號(hào)同規(guī)格的光譜儀，以便具有相同的光譜響應(yīng)特性和噪聲特性等。這兩光譜儀在時(shí)間上同步獲取第一光譜干涉環(huán)和第二光譜干涉環(huán)上記錄的數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)到處理器19中由相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行處理。與現(xiàn)有的SPIDER裝置比較，本實(shí)施例通過(guò)二步相移技術(shù)記錄兩幅光譜干涉環(huán)，使得在數(shù)據(jù)處理上能輕易消除現(xiàn)有裝置中直流量對(duì)交流量時(shí)間截取的影響，這帶來(lái)兩個(gè)方面的好處:
[0041]I)當(dāng)測(cè)量光譜形狀復(fù)雜或光譜較窄(時(shí)間較寬)的超短脈沖時(shí)，可有效地避免直流量與交流量在時(shí)間域上的重疊。從而有效地拓寬可測(cè)量范圍。
[0042]2)選取交流分量不再靠時(shí)間窗截取，而是靠?jī)膳_(tái)同樣性能的光譜儀測(cè)到的光譜干涉環(huán)的加權(quán)相減，有效地減少噪聲的影響。
[0043]如果所述待測(cè)脈沖20為100飛秒左右的光脈沖，則可以通過(guò)調(diào)整所述色散器6使所述啁啾脈沖10的時(shí)間寬度為1.5皮秒左右，而所述第一分束器I采用50:50的寬度分束片即可。若所述待測(cè)脈沖20為光周期量級(jí)的超短脈沖，則所述第二分束器2可采用與偏振無(wú)關(guān)的無(wú)色散光束分束器，其系底角小于10°的等腰棱鏡，并于兩腰平面鍍0度寬度高反膜，如圖3所示。前述反射脈沖24垂直于等腰棱鏡的底面投射至兩腰平面即可將其分為第一待測(cè)子脈沖11和第二待測(cè)子脈沖12，沿垂直于所述反射脈沖24傳輸方向平移該等腰棱鏡即可調(diào)節(jié)所述第一待測(cè)子脈沖11與第二待測(cè)子脈沖12的功率比，操作簡(jiǎn)便。
[0044]實(shí)施例二
[0045]如圖4所示，與實(shí)施例一不同的是，本實(shí)施例提供的光譜相位干涉裝置適用于多次脈沖測(cè)量，其還包括:用于使所述第一和頻子脈沖15與第三和頻子脈沖17同時(shí)透射/反射、而后疊加產(chǎn)生所述第一光譜干涉圖樣，所述第二和頻子脈沖16與第四和頻子脈沖18同時(shí)反射/透射、而后疊加產(chǎn)生所述第二光譜干涉圖樣的第四分束器4;用于使所述第一和頻子脈沖15與第三和頻子脈沖17、所述第二和頻子脈沖16與第四和頻子脈沖18分時(shí)進(jìn)入所述第四分束器4的光學(xué)斬波器7。若所述第一和頻子脈沖15與第三和頻子脈沖17經(jīng)所述第四分束器4同時(shí)透射，則所述第二和頻子脈沖16與第四和頻子脈沖18經(jīng)所述第四分束器4同時(shí)反射；若所述第一和頻子脈沖15與第三和頻子脈沖17經(jīng)所述第四分束器4同時(shí)反射，則所述第二和頻子脈沖16與第四和頻子脈沖18經(jīng)所述第四分束器4同時(shí)透射，而這與所述第四分束器4的擺放位置相關(guān)。
[0046]其中，所述光譜儀40僅為一個(gè)，用于分時(shí)接收所述第一光譜干涉圖樣和第二光譜干涉圖樣。同樣地，所述第四分束器優(yōu)選為50:50的非偏振立方體分束器。應(yīng)當(dāng)理解，所述光譜儀40與光學(xué)斬波器7同步工作，以達(dá)更佳效果。另外，所述光學(xué)斬波器7位于第三分束器3與第四分束器4之間。在此省卻了一臺(tái)光譜儀，而同一光譜儀40對(duì)所接收到的不同光譜干涉環(huán)引入的噪聲特性相同，更有利于提升測(cè)量精度。
[0047]實(shí)施例三
[0048]如圖5所示，與實(shí)施例二不同的是，本實(shí)施例提供的光譜相位干涉裝置還包括:用于使所述第一和頻子脈沖15與第三和頻子脈沖17沿原光路返回至所述第三分束器3，從所述第三分束器3透射/反射后疊加，以產(chǎn)生所述第一光譜干涉圖樣的第一反射鏡51 ;用于使所述第二和頻子脈沖16與第四和頻子脈沖18沿原光路返回至所述第三分束器3，從所述第三分束器3反射/透射后疊加，以產(chǎn)生所述第二光譜干涉圖樣的第二反射鏡52 ；以及用于使所述第一和頻子脈沖15與第三和頻子脈沖17、所述第二和頻子脈沖16與第四和頻子脈沖18分時(shí)投射至第一反射鏡51、第二反射鏡52的光學(xué)斬波器7。其中，所述光學(xué)斬波器7位于第三分束器3與第一反射鏡51、第二反射鏡52之間，且相互平行。當(dāng)然，所述第二波片22和第三波片23均應(yīng)為四分之一波片。在此省卻了實(shí)施例二所述的第四分束器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本更低。
[0049]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光譜相位干涉裝置，其特征在于，包括: 用于獲取啁啾脈沖及特性相同的第一待測(cè)子脈沖和第二待測(cè)子脈沖，并使所述啁啾脈沖分別作用于第一待測(cè)子脈沖和第二待測(cè)子脈沖，以產(chǎn)生第一和頻脈沖和第二和頻脈沖的和頻晶體； 用于將所述第一和頻脈沖分為第一和頻子脈沖和第二和頻子脈沖、所述第二和頻脈沖分為第三和頻子脈沖和第四和頻子脈沖的第三分束器； 用于使所述第一和頻子脈沖與第三和頻子脈沖疊加，以產(chǎn)生第一光譜干涉圖樣的第一相移機(jī)構(gòu)； 用于使所述第二和頻子脈沖與第四和頻子脈沖疊加，以產(chǎn)生第二光譜干涉圖樣的第二相移機(jī)構(gòu)； 用于獲取所述第一光譜干涉圖樣和第二光譜干涉圖樣的光譜儀；以及用于對(duì)所述第一光譜干涉圖樣和第二光譜干涉圖樣進(jìn)行處理，以獲得所述第一待測(cè)子脈沖或第二待測(cè)子脈沖的特性的處理器； 其中，所述第一相移機(jī) 構(gòu)和第二相移機(jī)構(gòu)分別具有使第一和頻子脈沖與第二和頻子脈沖或者使第三和頻子脈沖與第四和頻子脈沖間產(chǎn)生n或相移的第二波片和第三波片。
2.如權(quán)利要求1所述的光譜相位干涉裝置，其特征在于，所述光譜相位干涉裝置還包括: 用于接收待測(cè)脈沖并使之分為反射脈沖和透射脈沖的第一分束器； 用于對(duì)所述透射脈沖進(jìn)行展寬并使之成為啁啾脈沖的色散器； 用于將所述反射脈沖分為第一待測(cè)子脈沖和第二待測(cè)子脈沖的第二分束器；以及 用于調(diào)整所述啁啾脈沖偏振方向的第一波片。
3.如權(quán)利要求2所述的光譜相位干涉裝置，其特征在于，所述待測(cè)脈沖為單次脈沖時(shí)，所述第一波片、第二波片和第三波片均為半波片；所述光譜儀為兩個(gè)，其型號(hào)、規(guī)格均相同，分別用于接收所述第一光譜干涉圖樣和第二光譜干涉圖樣。
4.如權(quán)利要求2所述的光譜相位干涉裝置，其特征在于，所述待測(cè)脈沖為多次脈沖時(shí)，所述光譜相位干涉裝置還包括: 用于使所述第一和頻子脈沖與第三和頻子脈沖同時(shí)透射/反射、而后疊加產(chǎn)生所述第一光譜干涉圖樣，所述第二和頻子脈沖與第四和頻子脈沖同時(shí)反射/透射、而后疊加產(chǎn)生所述第二光譜干涉圖樣的第四分束器；以及 用于使所述第一和頻子脈沖與第三和頻子脈沖、所述第二和頻子脈沖與第四和頻子脈沖分時(shí)進(jìn)入所述第四分束器的光學(xué)斬波器； 其中所述光譜儀僅為一只，用于分時(shí)接收所述第一光譜干涉圖樣和第二光譜干涉圖樣；所述光學(xué)斬波器位于第三分束器與第四分束器之間；所述第一波片、第二波片和第三波片均為半波片。
5.如權(quán)利要求4所述的光譜相位干涉裝置，其特征在于，所述第三分束器和第四分束器均為50:50的非偏振立方體分束器。
6.如權(quán)利要求2所述的光譜相位干涉裝置，其特征在于，所述待測(cè)脈沖為多次脈沖時(shí)，所述光譜相位干涉裝置還包括: 用于使所述第一和頻子脈沖與第三和頻子脈沖沿原光路返回至所述第三分束器，從所述第三分束器透射/反射后疊加，以產(chǎn)生所述第一光譜干涉圖樣的第一反射鏡； 用于使所述第二和頻子脈沖與第四和頻子脈沖沿原光路返回至所述第三分束器，從所述第三分束器反射/透射后疊加，以產(chǎn)生所述第二光譜干涉圖樣的第二反射鏡； 用于使所述第一和頻子脈沖與第三和頻子脈沖、所述第二和頻子脈沖與第四和頻子脈沖分時(shí)投射至第一反射鏡、第二反射鏡的光學(xué)斬波器； 其中，所述光譜儀僅為ー個(gè)，用于分時(shí)接收所述第一光譜干涉圖樣和第二光譜干涉圖樣；所述光學(xué)斬波器位于第三分束器與第一、第二反射鏡之間，所述第一波片為半波片，第二波片和第三波片均為四分之一波片。
7.如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的光譜相位干渉裝置，其特征在于，所述光譜相位干涉裝置進(jìn)ー步包括: 用于調(diào)節(jié)所述第一待測(cè)子脈沖與第二待測(cè)子脈沖間的相對(duì)時(shí)間延遲的第一脈沖延時(shí)器；以及 用于調(diào)節(jié)所述第一和頻脈沖與第二和頻脈沖間的相對(duì)時(shí)間延遲的第二脈沖延時(shí)器。
8.如權(quán)利要求7所述的光譜相位干渉裝置，其特征在干，所述待測(cè)脈沖為光周期量級(jí)的超短脈沖時(shí)，所述第二分束器為與偏振無(wú)關(guān)的無(wú)色散光束分束器，其系底角小于10°的等腰棱鏡，于兩腰平面鍍0度寬度高反膜；所述反射脈沖垂直于等腰棱鏡的底面投射至兩腰平面，以此進(jìn)行分束。
9.如權(quán)利要求7所述的光譜相位干渉裝置，其特征在于，入射至所述和頻晶體的啁啾脈沖為e光，而所述第一待測(cè)子脈沖和第二待測(cè)子脈沖均為O光； 若透過(guò)所述第二波片的和頻子脈沖為O光，則使透過(guò)所述第三波片的和頻子脈沖為e光；或者若透過(guò)所述第二波片的和頻子脈沖為e光，則使透過(guò)所述第三波片的和頻子脈沖為O光。
10.一種超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于，所述超短光脈沖電場(chǎng)直接重構(gòu)系統(tǒng)采用如權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的光譜相位干渉裝置。
【文檔編號(hào)】G01J11/00GK203432688SQ201320353456
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】徐世祥, 馬影坤, 蔡懿, 曾選科, 李景鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)