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【原创】筱晓课堂|自相关仪脉宽测试原理

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2024/12/26 15:44:32

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自相关仪脉冲测试原理


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筱晓光子的FR-103HP 是一款紧凑型无色散的NL 晶体自相关仪,用于实时测量超短激光脉冲的脉宽。


它适用于亚皮秒持续时间的中/高功率锁模激光器,测量功率下限为 [PavPpk]min=10-2W2,可测量脉宽范围是5fs~30ps。

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自相关仪内部采用的是迈克尔逊干涉仪结构,一边是定臂,一边是旋臂,旋臂通过旋转平行镜对的方式引入快速扫描、周期性光学延迟。


这种机制可实现均匀且无差错的延迟生成,很容易产生较大的延迟。镜像组件生成的延迟是时间的精确正弦函数。由于整个扫描范围都发生在小角度内,因此近似为线性函数


将两束光合并,让一束激光对另外一束光进行扫描。两臂的光合并后的激光通过非线性晶体产生非线性效应(如二次谐波检测或双光子吸收检测),倍频的光功率受到两束脉冲光的重叠程度影响。


通过这个方式,就可以反推出脉冲的宽度了。通过示波器或者采集软件,捕捉倍频光的功率变化曲线,拟合半高宽,除以悬臂对应的比例系数,再除以目标拟合曲线对应的自相关因子,就是最终的脉宽了。

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这款自相关仪配备上位机软件,也可以直接在软件上读取最终测量结果。下图是我们测试的1550nm飞秒光纤激光器的脉宽。可以看出,自相关信号的脉宽是632.3fs,Sech2曲线和Gaussian曲线对应的因子不同,反推出的脉宽值也会不同。

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自相关仪脉冲特点应用





  1. ‌即插即用‌:自相关仪设计为即插即用,方便用户快速使用。


  2. ‌飞秒激光的直接测量‌:能够直接测量飞秒激光的脉冲宽度


  3. ‌紧凑有效的结构设计‌:仪器结构紧凑,操作简便。


  4. ‌特殊的延时线‌:具有特殊的延时线设计,能够实现长脉冲的测量。


  5. ‌菜单式选择功能和实时的显示脉宽‌:提供菜单式选择功能,并实时显示脉宽数据。


  6. ‌广泛的波长覆盖范围‌:覆盖波长范围从200nm到IR范围在12微米以上的波长,适用于多种激光系统


  7. ‌高精度测量‌:能够测量超短脉冲(10fs以下)到较长脉冲(500ps)的宽度‌。


用于物理学、生物学、化学、光通讯等领域。由于其能够测量极窄的脉冲宽度(飞秒量级),自相关仪在快速化学反应动力学研究、高分辨医学诊断、医学相干成像和生物活体检测等方面具有重要作用。此外,自相关仪还用于超小型卫星的制造和量子控制化学、半导体相干光谱等领域的研究‌ 。




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