CN110231098A - 超短激光脉冲多路延时同步测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种超短激光脉冲延时同步测试方法，测控装置包括超短脉冲激光器、合束器、在线起偏器、光谱仪、计算机、分束器、n个校准延时器、n个同步延时器和n个待测光路，本发明通过光谱仪可以获得多个带测光路的光谱干涉图，把光谱仪数据导入计算机处理可以获得精确的延时差量。本发明可以检测单次信号或者具备一定重复频率激光信号的延时的变化情况，可以获得高精度的延时差量，有利于实现闭环控制。
Description
技术领域
本发明涉及超短激光，特别是一种超短激光脉冲多路延时同步测试方法。
背景技术
在惯性约束核聚变的大激光装置中，为了满足劳逊条件，需要在极短的时间内用极大的能量轰击靶丸。这就需要使多路多级放大的激光尽量同时到达靶球,各路激光的时间同步程度直接影响了装置的性能和实验的结果。因此有必要对各路脉冲的延时同步情况进行高精度的检测和控制。
过去在高功率激光装置的同步测试中，美国NOVA装置在光束到达靶室前设置Pickoff镜取样，使用条纹相机测量各待测光束与时标光束的差值由此获得各光路之间的延时差，测量精度为10ps。美国国家点火装置(NIF)通过测试高能脉冲打靶时所激发的X光的产生时刻得出各路的延时差，其精度为6ps。神光II使用光电管结合示波器的方法进行测量，但是通过示波器能获得的同步精度也只能达到ps 级，不能更精确获得各路的延时差，因此也限制了各路激光之间延时控制的精度。
而光谱仪的精度更高，通过光谱干涉把延时变化转换为干涉光谱的变化，再使用光谱仪检测干涉光谱能够获得更高精度的延时量。在干涉光谱处理方面，以往仅利用干涉光谱的条纹间距获得延时，仅利用干涉光谱条纹间距一个特征进行近似推导，结果为近似值，其准确性受光谱仪分辨率影响很大，延迟越长，误差越大，同时测量范围较小，不利于处理程序的编写，因而实际操作不简便。同时这种方法无法同时测量多路延时。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超短激光脉冲多路延时同步测试方法，以获得更高精度的延时量。因为在光谱干涉中，光谱干涉形状对延时差敏感度很高，所以通过光谱干涉就能得到很高精确度的延时差量。本发明解决了以往使用示波器同步精度低的问题，比以往的光谱分析方法更精确，精确测量的范围更大，能同时测量多路延时差。并且用PC控制延制器实时进行高精度的延时控制。
本发明的技术解决方案如下：
一种超短激光脉冲多路延时同步测试方法，其特点在于该测控装置包括超短脉冲激光器、合束器、在线起偏器、光谱仪、计算机、分束器、n个校准延时器、n个同步延时器和n个待测光路，所述的n个校准延时器包括第1校准延时器、第2校准延时器、…、第k校准延时器、…、第n校准延时器，所述的n个同步延时器包括第1同步延时器、第2同步延时器、…、第k同步延时器、…、第n同步延时器，所述的n个待测光路分别对应地包含1个同步延时器，即第1待测光路内含有第1 同步延时器，第2待测光路内含有第2同步延时器、…、第k待测光路含第k同步延时器、…、第n待测光路含第n同步延时器，其中n为2以上的正整数；
所述的分束器的输入端与所述的超短脉冲激光器相连，该分束器的n个输出端分别与所述的n个同步延时器的输入端相连，n个同步延时器的输出端连接所述的n 个待测光路，所述的n个校准延时器的输出端与所述的合束器的输入端相连，该合束器的输出端经所述的在线起偏器与所述的光谱仪相连，该光谱仪的输出端与所述的计算机相连；
该方法包括如下步骤：
1)在所述的计算机内存有已知第1校准延时器与其余校准延时器的延时差分别为t1,t2,...,tn-1；启动所述的超短脉冲激光器，所述的超短脉冲激光器输出的激光脉冲经所述的分束器的n个输出端分别经n个同步延时器、n个待测光路、n个校准延时器、合束器、起偏器后输入所述的光谱仪，该光谱仪获得光谱干涉数据；
2)所述的光谱仪将所述的光谱干涉数据输入所述的计算机，该计算机对所述的光谱干涉数据按如下步骤处理：
a)从光谱干涉数据中截取中间强度较大区域的数据，把受噪声影响较大的小数据归零；
b)扩充数列：在所述的数列的两边等间距增加零点得到扩充数据，间距为原数列的间距，扩充后总点数至少应大于218；
c)将所述的扩充数据作傅里叶逆变换获得傅里叶逆变换图像；
3)在所述的计算机上关注所述的傅里叶逆变换图像的正轴，控制第1路的第1 同步延时器减小延时，如步骤2)处理数据，直至所述的傅里叶逆变换图像最右侧的单峰出现右移，提取该单峰的横坐标为Tn-1，则第n光路与第1光路的总延时差为 Tn-1，所述的第n待测光路与第1待测光路的延时差为Tn-1-tn-1；
4)令j＝2，
5)分别控制第j同步延时器增大延时，如步骤2)处理数据；如果调节第j同步延时器后，第j峰左移，提取该峰的原坐标为Tn-1-Tj，则第j路与第1路的总延时差为Tj；则待测第j待测光路与第1待测光路(8.1)的延时差为Tj-tj；
6)令j＝j+1，返回步骤5)，当j>n时则进入下一步：
7)归纳后得到第1待测光路与其余待测光路之间的延时差依次为 T1-t1,T2-t2,...,Tn-2-tn-2。
所述的n个校准延时器事先经过校准，延时由小到大排列，第1校准延时器与其余校准延时器的延时差分别t1,t2,...,tn-1，满足且t1,t2,...,tn-2在0到间均匀分布，则称为延时公差；
事先将所述的超短脉冲激光器的输出直接输入所述的光谱仪获得原光谱，则所述的计算机对所述的光谱干涉数据处理包括下列步骤：
a)从光谱干涉数据中截取中间强度较大区域的数据，把受噪声影响较大的小数据归零；
b)将数据除以激光原光谱；
c)将数列减去常数，该常数为数列最大值的1/n；
d)扩充数列：在所述的数列的两边等间距增加零点得到扩充数据，扩充后点数为218；
e)将所述的扩充数据作傅里叶逆变换获得傅里叶逆变换图像；
所述的测试步骤，如果已知包含同步延时器的待测光路引入的延时差范围并且其小于所述的延时差公差，可在步骤5)中可以直接根据峰的相对位置判断每个光路与第1光路的延时差的对应峰。
所述的待测光路不限于光纤器件。
本发明原理简述如下：
假设超短激光光谱为Eω，则两束延时差为t的超短激光的干涉光谱为：
第一项傅里叶逆变换结果为直流分量，表现为零时刻的脉冲。第二项和第三项傅里叶逆变换后时间平移±t时刻的脉冲。脉冲形态与未干涉的原激光脉冲的形态相似。在数据处理中将所述的干涉光谱减去直流分量再作傅里叶逆变换可以得到干净的时间平移±t的两个脉冲，取该两脉冲峰值间距的一半即为延时差。
但直接测量延时差，无法得到延时差的正负，因此使待测光路另外连接具有预置延时差t的校准延时器，将最后得到的延时差减去预置延时差，则可以得到待测光路之间的延时差。
当n路激光发生光谱干涉时，假设超短激光的光谱为Eω，每路光的延时分别是 t0,t1,t2,...,tn-1，其中t0＝0,t0＜t1＜t2＜...＜tn-1，则干涉光谱为：
由此可以看出，干涉光谱表现为n路光的任意两束光光谱干涉的叠加，其傅里叶逆变换为直流分量和很多项交流分量，各个分量的位置是混乱的，无法分辨，且低频分量的数量远多于高频分量。
如果令tn-1＞2tn-2＞...＞t2＞t1＞0，则可在干涉光谱傅里叶逆变换图的两侧和的范围内获得延时tn-1的光路与其他各延时光路k的光谱干涉的分量，位置t＝tn-1-tk,k＝0,1,...,n-2的分量代表延时差tk-t0＝tk。
令n路校准延时器的预置延时t0,t1,t2,...,tn-1，如果t0,t1,t2,...,tn-2为等差数列且公差大于待测光路及同步延时器初始位置的预估延时差，则可以通过相对位置判断每个傅里叶逆变换峰代表的光路；在无法满足上述条件时，调节每一路同步延时器，相应的傅里叶逆变换峰会移动，由此判断每个傅里叶逆变换峰代表的光路。把得到的延时差减去校准延时器预置的延时差，就得出待测光路的带符号延时差。
在实际实验中，考虑到不同激光器的光谱不同，为了在分析不同形状的光谱时更稳定地评判精确度，可以统一将干涉光谱除以激光器原始光谱，把所有光谱统一成矩形光谱。如此处理还有利于对光谱进行其他操作，例如把光谱都处理成高斯型。由于离散数据在处理中使用离散傅里叶变换，所以在测得数据的两边增加0数据点，可以增加傅里叶变换的精确度。
2路干涉模拟结果如下：图2(a)是延时差为2000fs时经过上述处理后的光谱，图2(b)是其最后一步傅里叶逆变换后的图像，计算延时差为2001.73975fs。图2(c) 是延时差为80000fs时经过上述处理后的光谱，图2(d)是其最后一步傅里叶逆变换后的图像，计算延时差为80000.04685fs。
8路干涉模拟结果如下：图2(e)是8路延时分别为0，5000fs，11000fs，19000fs，26000fs，32000fs，40000fs，90000fs的光谱干涉图。图2(f)是图2(e)简单傅里叶逆变换结果，中间是多个干涉分量重叠，两边各7个峰可代表8路干涉的7个延时差。计算得右侧7个峰风别代表延时差：40000.2fs，32000.4fs，26000.2fs，19000.2fs， 11000.4fs，5000.2fs，90000fs。
本发明的优点和特点：
本发明利用光谱干涉测量时间同步，其精确度取决于实验环境的稳定性和光谱仪的精度，可达fs量级甚至更高。
本发明的测量范围取决于光谱仪的测试精度，在光谱仪测试波长分辨率为0.02nm时，对于1550nm激光，光谱仪允许测量的最大范围可达200ps，则在预置延时测量带符号多路延时差时可用测量范围100ps。
本发明通过傅里叶逆变换处理光谱干涉图，准确度高。
本发明预置延时差区分各个傅里叶逆变换峰，最后测量时无需额外步骤判断延时差的正负，可以同时测量多光路的延时差。
本发明只需要激光器波长在光谱仪测量范围内即可，对激光器光谱宽度，光谱形状，干涉程度均没有严格要求。
本发明实际操作简单，有利于实时检测和控制。本发明的结构简单，实际测量时没有空间要求。
本发明利用干涉光谱反傅里叶变换获得延时，在光谱仪分辨极限之内，不论延迟高低都有很高的精确度，具有更大的测量范围。又通过导出光路预置延时提取有用干涉分量得以同时测量多路延时差。并且处理程序简单，有利于实时检测和控制。再通过电脑控制各光路中的延迟器，实时对延时进行控制。
附图说明
图1是本发明超短激光脉冲延时同步测控装置的结构图。图中，1-合束器，2- 在线起偏器，3-光谱仪，4-PC，5-分束器，6.1-第1校准延时器，6.2-第2校准延时器，6.k-第k校准延时器，6.n-第n校准延时器，7.1-第1同步延时器，7.2-第2同步延时器，7.k-第k同步延时器，7.n-第n同步延时器。
图2是本发明超短激光脉冲延时同步测控方法的理论模拟图，图2(a)是延时2000fs时的光谱干涉图，图2(b)是图2(a)光谱干涉图处理完成后的图；图2(c)是延时80000fs时的光谱干涉图，图2(d)是处理完成后的图。
图3是本发明超短激光延时同步控制装置实施例1的使用工作流程图。图中， 6.2-校准光纤，14-锁模激光器14。
图4是中心波长1563nm，光谱半高宽度约为6nm的激光光谱干涉图。图4(a) 和图4(b)之间经过了光延迟线调节666.7fs；图4(c)和图4(d)分别是图4(a)和图4(b) 处理后的结果。
图5(a)是测量两待测光路之间的延时差的工作流程图。图5(b)是结果傅里叶逆变换图。
图6是本发明超短激光延时同步控制装置实施例2--4路光谱干涉延时测量结构图。
图7是4路光谱干涉延时测量分步骤处理结果图。7(a)是校准后结果图，7(b) 是测量结果图。
图8(a)是与7(a)对应的使用权利要求3所述的步骤2)处理结果图，8(b)是与7(b)对应的使用权利要求3所述的步骤2)处理结果图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
先请参阅图1，图1是本发明超短激光脉冲延时同步测控装置的结构图。由图可见，本发明测控装置包括超短脉冲激光器、合束器1、在线起偏器2、光谱仪3、计算机 4、分束器5、n个校准延时器6.1,6.2,..,6.n、n个同步延时器7.1,7.2,..,7.n和n个待测光路8.1,8.2,..,8.n，所述的n个校准延时器6.1,6.2,..,6.n包括第1校准延时器6.1、第2校准延时器6.2、…、第k校准延时器6.k、…、第n校准延时器6.n，所述的n 个同步延时器7.1,7.2,..,7.n包括第1同步延时器7.1、第2同步延时器7.2、…、第k 同步延时器7.k、…、第n同步延时器7.n，所述的n个待测光路8.1,8.2,..,8.n分别对应地包含1个同步延时器7.1,7.2,..,7.n，即第1待测光路8.1内含有第1同步延时器 7.1，第2待测光路8.2内含有第2同步延时器7.2、…、第k待测光路8.k含第k同步延时器7.k、…、第n待测光路8.n含第n同步延时器7.n，其中n为2以上的正整数；
所述的分束器5的输入端与所述的超短脉冲激光器相连，该分束器5的n个输出端分别与所述的n个同步延时器7.1,7.2,..,7.n的输入端相连，n个同步延时器 7.1,7.2,..,7.n的输出端连接所述的n个待测光路8.1,8.2,..,8.n，所述的n个待测光路 8.1,8.2,..,8.n的输出端分别与所述的n个校准延时器6.1,6.2,..,6.n的输入端相连，所述的n个校准延时器6.1,6.2,..,6.n的输出端与所述的合束器1的输入端相连，该合束器1的输出端经所述的在线起偏器2与所述的光谱仪3相连，该光谱仪3的输出端与所述的计算机4相连；
该方法包括如下步骤：
1)在所述的计算机4内存有已知第1校准延时器6.1与其余校准延时器6.2、…、6.k、…、6.n的延时差分别为t1,t2,...,tn-1；启动所述的超短脉冲激光器，所述的超短脉冲激光器输出的激光脉冲经所述的分束器5的n个输出端依次分别经n个同步延时器7.1,7.2,..,7.n、n个待测光路8.1,8.2,..,8.n、n个校准延时器6.1,6.2,..,6.n、合束器 1、起偏器2后输入所述的光谱仪3，该光谱仪3获得光谱干涉数据；
2)所述的光谱仪3将所述的光谱干涉数据输入所述的计算机4，该计算机4对所述的光谱干涉数据按如下步骤处理：
a)从光谱干涉数据中截取中间强度较大区域的数据，把受噪声影响较大的小数据归零；
b)扩充数列：在所述的数列的两边等间距增加零点得到扩充数据，间距为原数列的间距，扩充后总点数至少应大于218；
c)将所述的扩充数据作傅里叶逆变换获得傅里叶逆变换图像；
3)在所述的计算机4上关注所述的傅里叶逆变换图像的正轴，控制第1路的第1 同步延时器7.1减小延时，如步骤2)处理数据，直至所述的傅里叶逆变换图像最右侧的单峰出现右移，提取该单峰的横坐标为Tn-1，则第n光路与第1光路的总延时差为Tn-1，所述的第n待测光路8.n与第1待测光路8.1的延时差为Tn-1-tn-1；
4)令j＝2，
5)分别控制第j同步延时器7.j增大延时，如步骤2)处理数据；如果调节第j 同步延时器7.j后，第j峰左移，提取该峰的原坐标为Tn-1-Tj，则第j路与第1路的总延时差为Tj；则待测第j待测光路8.j与第1待测光路8.1的延时差为Tj-tj；
6)令j＝j+1，返回步骤5)，当j>n时则进入下一步：
7)归纳后得到第1待测光路(8.1)与其余待测光路8.2,..,8.n-1之间的延时差依次为T1-t1,T2-t2,...,Tn-2-tn-2。
所述的n个校准延时器6.1、6.2、…、6.k、…、6.n事先经过校准，延时由小到大排列，第1校准延时器6.1与其余校准延时器6.2、…、6.k、…、6.n的延时差分别t1,t2,...,tn-1，满足且t1,t2,...,tn-2在0到间均匀分布，则称为延时公差；
事先将所述的超短脉冲激光器的输出直接输入所述的光谱仪3获得原光谱，则所述的计算机4对所述的光谱干涉数据处理包括下列步骤：
a)从光谱干涉数据中截取中间强度较大区域的数据，把受噪声影响较大的小数据归零；
b)将数据除以激光原光谱；
c)将数列减去常数，该常数为数列最大值的1/n；
d)扩充数列：在所述的数列的两边等间距增加零点得到扩充数据，扩充后点数为218；
e)将所述的扩充数据作傅里叶逆变换获得傅里叶逆变换图像；
所述的测试步骤，如果已知包含同步延时器7.1,7.2,..,7.n的待测光路8.1,8.2,..,8.n 引入的延时差范围并且其小于所述的延时差公差，可在步骤5)中可以直接根据峰的相对位置判断每个光路与第1光路的延时差的对应峰。
所述的待测光路不限于光纤器件。
实施例1：
如图3所示，本发明超短脉冲延时同步检控装置实施例1示意图，图中50:50 保偏合束器1，在线起偏器2，光谱仪3，数据处理PC4，50:50保偏分束器5，校准延时器6.1，校准光纤6.2，锁模激光器14。50:50保偏合束器1，50:50保偏分束器 5，校准延时器6.1的尾纤长度均为约1m。整个装置均使用保偏光纤。锁模激光器 14的中心波长约为1563nm，光谱半高宽度约为6nm。校准光纤6.2长度约为2m，使得两路延时差较小，符合本发明的使用情况。校准延时器6.1的延时调整范围是 0-16cm，调整精确度是0.04mm，约为133.3fs。光谱仪3扫描精确度最高为0.02nm。扩充后点数为218。
在光谱干涉实验前，为了最终能获得更精确的实验结果，首先需要获得锁模激光器14的原始光谱。所以先将锁模激光器14的输出连接光谱仪3，获得原始光谱，并将该原始光谱的数据导入数据处理的计算机4。
在实施例中，打开锁模激光器14，调节校准延时器6.1的旋钮，观察光谱仪3 的图像。两路延时差由大变小的过程中：开始，光谱仪3没有观测到干涉现象，光谱仪3的图像与原始光谱相同；随后，光谱仪3观测到光谱干涉的现象，光谱出现致密条纹；继续减小两路延时差，可以观测到条纹逐渐稀疏。调节校准延时器6.1 旋钮到某一位置，保存每个点的坐标，如图4(a)，按权利要求3所述的步骤2)处理得到傅里叶逆变换图4(c)，提取峰值得延时差9184fs。调节校准延时器6.1旋钮令延时差减小666.7fs，保存每个点的坐标，如图4(b)，按权利要求3所述的步骤2)处理得到傅里叶逆变换图4(d)，提取峰值得延时差8539fs，由此可得第1光路延时大于第2光路延时，延时差为正。
如图5(a)所示，与图3相比在两路分别增加待测光路8.1，待测光路8.2，已测得测得图3结构的延时差+8.539fs后，接入待测光路8.1，待测光路8.2，不调整光路其他部分，按权利要求3所述的步骤2)处理光谱仪的图像数据得到傅里叶逆变换图如图5(b)，延时差+9199fs。可得待测光路8.1，待测光路8.2之间的带符号延时差 +660fs。
实施例2：
如图6所示，先不连接同步延时器7.1,7.2,7.3,7.4，锁模激光器14脉冲经过分束器5分别进入校准延时器6.1,6.2,6.3,6.4，校准延时器6.1,6.2,6.3,6.4连接合束器1，超短激光合束后经过起偏器2后输入光谱仪3。数据精度0.13nm，扩充后点数为218。控制校准延时器6.1,6.2,6.3,6.4调整延时由小到大排列，且校准延时器6.1与校准延时器6.4的延时差大于校准延时器6.1与校准延时器6.3的延时差的两倍；将光谱仪 3图像数据导入PC4，如步骤2处理数据，结果如图7(a)所示，校准延时器6.1与校准延时器6.2,6.3,6.4之间的延时差分别对应右侧3个峰的横坐标依次是17734.4fs，13540.1fs，21940.3fs。校准延时器6.2,6.3,6.4与校准延时器6.1对应光路之间的延时差依次是4205.9fs，8400.2fs，21940.3fs。
在光路中接入同步延时器7.1,7.2,7.3,7.4，锁模激光器14脉冲经过分束器(5)分别进入同步延时器7.1,7.2,7.3,7.4，同步延时器7.1,7.2,7.3,7.4的输出端连接相应的校准延时器6.1,6.2,6.3,6.4，校准延时器6.1,6.2,6.3,6.4连接合束器1，超短激光合束后经过起偏器(2)后输入光谱仪(3)。按步骤2)处理数据，结果如图7(b)所示，右侧3峰横坐标分别是13340.9fs，16435.6fs，22739.8fs，分别对应延时差9398.9fs，6304.2fs， 22739.8fs。调整同步延时器7.1增大延时1ps并按步骤2)处理数据，得最右侧峰坐标由22739.8fs左移，表明同步延时器7.1相应光路延时最低，与校准延时器6.1同光路。调整同步延时器7.2增大延时1ps并按步骤2)处理数据，结果横坐标13340.9fs 位置的峰左移；调整同步延时器7.3增大延时1ps并按步骤2)处理数据，结果横坐标16435.6fs位置的峰左移。同步延时器7.4与同步延时器7.1之间延时差为799.5fs；同步延时器7.2与同步延时器7.1之间延时差为5193fs；同步延时器7.3与同步延时器7.1之间延时差为-2096fs。
已知原始光谱后按权利要求3所述的步骤2)处理数据后，与图7(a)7(b)分别为8(a)8(b)，其中8(a)校准延时器6.2,6.3,6.4与校准延时器6.1对应光路之间的延时差依次是4188.2fs，8417.1fs，21934.6fs；8(c)第1路与第2,3,4路的延时差依次是9382.1fs，6270.2fs，22725.4fs。
实验表明，本发明通过光谱仪可以获得多个带测光路的光谱干涉图，把光谱仪数据导入计算机处理可以获得精确的延时差量。本发明可以检测单次信号或者具备一定重复频率激光信号的延时的变化情况，可以获得高精度的延时差量，有利于实现闭环控制。
本发明利用干涉光谱反傅里叶变换获得延时，在光谱仪分辨极限之内，不论延迟高低都有很高的精确度，具有更大的测量范围。又通过导出光路预置延时提取有用干涉分量得以同时测量多路延时差。并且处理程序简单，有利于实时检测和控制。再通过电脑控制各光路中的延迟器，实时对延时进行控制。
最后应当说明，以上仅是结果较好的实施例而已，其仅用于详细说明本发明而并不用于限制本发明。本领域的技术人员应当理解，在实际运用中可以对本发明进行各种变化。凡在本发明的精神和原则范围内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的权利要求范围内。
Claims (5)
1.一种超短激光脉冲多路延时同步测试方法，其特征在于该测控装置包括超短脉冲激光器、合束器(1)、在线起偏器(2)、光谱仪(3)、计算机(4)、分束器(5)、n个校准延时器(6.1,6.2,..,6.n)、n个同步延时器(7.1,7.2,..,7.n)和n个待测光路(8.1,8.2,..,8.n)，所述的n个校准延时器(6.1,6.2,..,6.n)包括第1校准延时器(6.1)、第2校准延时器(6.2)、…、第k校准延时器(6.k)、…、第n校准延时器(6.n)，所述的n个待测光路(8.1,8.2,..,8.n)分别对应地包含1个同步延时器(7.1,7.2,..,7.n)，所述的n个同步延时器(7.1,7.2,..,7.n)包括第1同步延时器(7.1)、第2同步延时器(7.2)、…、第k同步延时器(7.k)、…、第n同步延时器(7.n)，即第1待测光路(8.1)内含有第1同步延时器(7.1)，第2待测光路(8.2)内含有第2同步延时器(7.2)、…、第k待测光路(8.k)含第k同步延时器(7.k)、…、第n待测光路(8.n)含第n同步延时器(7.n)，其中n为2以上的正整数；
所述的分束器(5)的输入端与所述的超短脉冲激光器相连，该分束器(5)的n个输出端分别与所述的n个同步延时器(7.1,7.2,..,7.n)的输入端相连，n个同步延时器(7.1,7.2,..,7.n)的输出端连接所述的n个待测光路(8.1,8.2,..,8.n)，所述的n个校准延时器(6.1,6.2,..,6.n)的输出端与所述的合束器(1)的输入端相连，该合束器(1)的输出端经所述的在线起偏器(2)与所述的光谱仪(3)相连，该光谱仪(3)的输出端与所述的计算机(4)相连；
该方法包括如下步骤：
1)在所述的计算机(4)内存有已知第1校准延时器(6.1)与其余校准延时器(6.2、…、6.k、…、6.n)的延时差分别为t1,t2,...,tn-1；启动所述的超短脉冲激光器，所述的超短脉冲激光器输出的激光脉冲经所述的分束器(5)的n个输出端分别经n个同步延时器(7.1,7.2,..,7.n)、n个待测光路(8.1,8.2,..,8.n)、n个校准延时器(6.1,6.2,..,6.n)、合束器(1)、起偏器(2)后输入所述的光谱仪(3)，该光谱仪(3)获得光谱干涉数据；
2)所述的光谱仪(3)将所述的光谱干涉数据输入所述的计算机(4)，该计算机(4)对所述的光谱干涉数据按如下步骤处理：
a)从光谱干涉数据中截取中间强度较大区域的数据，把受噪声影响较大的小数据归零；
b)扩充数列：在所述的数列的两边等间距增加零点得到扩充数据，间距为原数列的间距，扩充后总点数至少应大于218；
c)将所述的扩充数据作傅里叶逆变换获得傅里叶逆变换图像；
3)在所述的计算机(4)上关注所述的傅里叶逆变换图像的正轴，控制第1路的第1同步延时器(7.1)减小延时，如步骤2)处理数据，直至所述的傅里叶逆变换图像最右侧的单峰出现右移，提取该单峰的横坐标为Tn-1，则第n光路与第1光路的总延时差为Tn-1，所述的第n待测光路(8.n)与第1待测光路(8.1)的延时差为Tn-1-tn-1；
4)令j＝2，
5)分别控制第j同步延时器(7.j)增大延时，如步骤2)处理数据；如果调节第j同步延时器(7.j)后，第j峰左移，提取该峰的原坐标为Tn-1-Tj，则第j路与第1路的总延时差为Tj；则待测第j待测光路(8.j)与第1待测光路(8.1)的延时差为Tj-tj；
6)令j＝j+1，返回步骤5)，当j>n时则进入下一步：
7)归纳后得到第1待测光路(8.1)与其余待测光路(8.2,..,8.n-1)之间的延时差依次为T1-t1,T2-t2,...,Tn-2-tn-2。
2.根据权利要求1所述的超短激光脉冲多路延时同步测试方法，其特征在于所述的n个校准延时器(6.1、6.2、…、6.k、…、6.n)事先经过校准，延时由小到大排列，第1校准延时器(6.1)与其余校准延时器(6.2、…、6.k、…、6.n)的延时差分别t1,t2,...,tn-1，满足且t1,t2,...,tn-2在0到间均匀分布，则称为延时公差。
3.根据权利要求1所述的超短激光脉冲多路延时同步测试方法，其特征在于事先将所述的超短脉冲激光器的输出直接输入所述的光谱仪(3)获得原光谱，则所述的计算机(4)对所述的光谱干涉数据处理包括下列步骤：
a)从光谱干涉数据中截取中间强度较大区域的数据，把受噪声影响较大的小数据归零；
b)将数据除以激光原光谱；
c)将数列减去常数，该常数为数列最大值的1/n；
d)扩充数列：在所述的数列的两边等间距增加零点得到扩充数据，扩充后点数为218；
e)将所述的扩充数据作傅里叶逆变换获得傅里叶逆变换图像。
4.根据权利要求2所述的超短激光脉冲多路延时同步测试方法，其特征在于所述的测试步骤，如果已知包含同步延时器(7.1,7.2,..,7.n)的待测光路(8.1,8.2,..,8.n)引入的延时差范围并且其小于所述的延时差公差，可在步骤5)中可以直接根据峰的相对位置判断每个光路与第1光路的延时差的对应峰。
5.根据权利要求1所述的超短激光脉冲多路延时同步测试方法，其特征在于所述的待测光路不限于光纤器件。
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