FR2530018A1 - DEVICE FOR DETERMINING THE BEHAVIOR IN THE TIME OF ULTRA-SHORT OPTICAL PULSES - Google Patents
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Classifications
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J11/00—Measuring the characteristics of individual optical pulses or of optical pulse trains
Abstract
IL S'AGIT D'UN DISPOSITIF SERVANT A DETERMINER LE COMPORTEMENT DANS LE TEMPS D'IMPULSIONS OPTIQUES ULTRA-COURTES. LA FORME D'IMPULSION ET LA DUREE D'IMPULSION DANS LE TEMPS SONT DEDUITES D'UNE FONCTION D'AUTO-CORRELATION LINEAIRE OBTENUE SELON LA METHODE D'INTERFERENCE. A CET EFFET, UN FAISCEAU PULSE EST DIVISE PAR UN DIVISEUR DE FAISCEAU EN DEUX FAISCEAUX PARTIELS, CES FAISCEAUX PARTIELS SONT REFLECHIS PAR DES REFLECTEURS APPROPRIES ET REUNIS PAR LE DIVISEUR DE FAISCEAU ET LA CONFIGURATION D'INTERFERENCE FORMEE EST EVALUEE, LA REPARTITION D'INTENSITE ETANT TRIBUTAIRE DU DEPLACEMENT D'AU MOINS L'UN DES REFLECTEURS.THIS IS A DEVICE USED TO DETERMINE THE BEHAVIOR OVER TIME OF ULTRA-SHORT OPTICAL PULSES. THE PULSE SHAPE AND THE PULSE DURATION IN TIME ARE DEDUCTED FROM A LINEAR AUTO-CORRELATION FUNCTION OBTAINED ACCORDING TO THE INTERFERENCE METHOD. TO THIS EFFECT, A PULSE BEAM IS DIVIDED BY A BEAM DIVIDER INTO TWO PARTIAL BEAMS, THESE PARTIAL BEAMS ARE REFLECTED BY APPROPRIATE REFLECTORS AND JOINED BY THE BEAM DIVIDER AND THE SHAPED INTERFERENCE CONFIGURATION IS EVALUATED, BEING A TRIBUTE TO THE DISPLACEMENT OF AT LEAST ONE OF THE REFLECTORS.
Description
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-1 - "Dispositif permettant de déterminer-le comportement dans le temps d'impulsions optiques ultra-courtes" -1 - "Device for determining-the time behavior of ultra-short optical pulses"
L'invention concerne un dispositif permettant de détermi- The invention relates to a device for deter-
ner le comportement dans le temps d'impulsions optiques ultra-cour- the behavior over time of ultra-short optical pulses
tes. Il existe déjà plusieurs dispositifs de ce genre C'est your. There are already several devices of this kind
ainsi que dans un premier dispositif connu, une mesure directe s'ef- as well as in a first known device, a direct measurement
fectue à l'aide de détecteurs optiques rapides (en général des pho- made using fast optical detectors (usually
todiodes d'avalanche ou des transistors à effet de champ PES) en coopération avec des oscilloscopes à échantillonnage La forme de avalanche diodes or PES field effect transistors) in cooperation with sampling oscilloscopes
l'impulsion optique est mesurée de façon directe Le pouvoir de ré- the optical pulse is measured directly.
solution dans le temps est délimité par la durée de montée et d'ex- solution in time is delimited by the duration of rise and
tinction du détecteur et du système d'échantillonnage ou, en d'au- detection of the detector and the sampling system or,
tres termes, d'une façon générale, par le comportement d'activation électrique du système de détection Actuellement, la largeur FWHM (Full Width Half Maximum) de tels systèmes est d'environ 50 à 100 very terms, in general, by the electrical activation behavior of the detection system Currently, the width FWHM (Full Width Half Maximum) of such systems is about 50 to 100
ps La détermination de vraies largeurs d'impulsion optique infé- ps The determination of true optical pulse widths
rieures à 100 ps est possible, il est vrai, par la déconvolution. 100 ps is possible, it is true, by deconvolution.
quadratique du comportement du système, mais présente d'éventuels défauts systématiques suivant la largeur d'impulsion et la forme quadratic behavior of the system, but presents possible systematic faults according to the pulse width and the shape
d'impulsion En concordance avec les courbes de sensibilité spectra- In accordance with the spectral sensitivity curves,
le en question du détecteur, il est en général possible de démontrer l'impulsion optique pour de petites énergies d'impulsion ( > 310 14 in question of the detector, it is generally possible to demonstrate the optical pulse for small pulse energies (> 310 14
J) et dans une large gamme de longueurs d'onde (quelques 100 nm). J) and in a wide range of wavelengths (some 100 nm).
Dans un autre dispositif connu, la mesure s'effectue à l'aide d'une "caméra Streak" rapide Ici aussi la forme d'impulsion avec la limitation d'un système de comportement fini, qui se situe dans ce système dans la région des picosecondes, il est vrai est mesurée de façon directe Le pouvoir de résolution dans le temps de In another known device, the measurement is carried out using a fast "Streak camera" Here also the pulse shape with the limitation of a system of finite behavior, which is located in this system in the region picoseconds, it is true is measured in a direct way The power of resolution in the time of
la caméra Streak par rapport au susdit procédé est supérieur d'en- the Streak camera compared to the above method is superior to
viron 2 ordres de grandeur, la région spectrale est équivalente, les Viron 2 orders of magnitude, the spectral region is equivalent, the
énergies d'impulsion nécessaires également. pulse energies needed too.
Finalement, il existe un dispositif de mesure d'auto- Finally, there is a device for measuring
orrélation non linêaire Ce dispositif, qui sert à 1 a mnesulre de Ja largeur d'impulsion, tire parti du principe physique de la formation This device, which serves the pulse width range, takes advantage of the physical principle of training.
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-2- du deuxième harmonique (en anglais "second-harmonic generation" -2- of the second harmonic (in English "second-harmonic generation"
(SHG)) dans un cristal non linéaire (par exemple KDP), qui est éga- (SHG)) in a non-linear crystal (eg KDP), which is also
lement utilisé pour le redoublement de fréquences de lasers pour la used for frequency doubling of lasers for
production de longueurs d'onde combinées ou très courtes: le rayon- production of combined or very short wavelengths:
nement commun de deux fréquences D 1 et O 2 dans le cristal per- of two D 1 and O 2 frequencies in the crystal
met de produire des fréquences de combinaison D 1 + u O 2 respec- to produce combination frequencies D 1 + u O 2
tivement LÀ 1-2 par effet non linéaire L'utilisation pour la mesure de largeur d'impulsion consiste en ceci que la lumière de l'émetteur optique constituée par une série d'impulsions optiques The use for pulse width measurement is that the light of the optical transmitter consists of a series of optical pulses.
est divisée en deux faisceaux partiels dans un diviseur de faisceau. is divided into two partial beams in a beam splitter.
Ces faisceaux partiels sont réfléchis chacun par un réflecteur à réflexion élevée et réunis dans le cristal non linéaire Partant de distances égales entre les réflecteurs et le diviseur du faisceau, These partial beams are each reflected by a reflector with high reflection and joined in the nonlinear crystal Starting from equal distances between the reflectors and the beam splitter,
il est possible d'obtenir mune différence de longueur de trajet opti- it is possible to obtain a difference in the optimum path length
que pour les deux faisceaux partiels par déplacement relatif de l'un des réflecteurs par rapport à l'autre et, de ce fait, un déplacement dans le temps des impulsions, les unes par rapport aux autres En concordance avec la durée de piopagation de la lumière dans l'air, il se produit la relation T = entre la différence en durée de propagation des impulsions et a différence de longueur de trajet optique 4 z des deux faiscealux partiels Un déplacement de 1 mm d'un réflecteur à partir de la position zéro (position symétrique) correspond à un retard dans le temps des impulsions partielles dans only for the two partial beams by relative displacement of one of the reflectors with respect to the other and, as a result, a displacement in time of the pulses, with respect to one another. In accordance with the duration of piopagation of the light in the air, the relation T = between the difference in pulse propagation time and the difference in optical path length 4 z of the two partial beams is obtained. A displacement of 1 mm from a reflector from the position zero (symmetrical position) corresponds to a delay in the time of the partial pulses in
le faisceau réuni d'environ 6,7 ps. the combined bundle of about 6.7 ps.
Le signal SHG dans le eristal KDP se produit à une The SHG signal in the eristal KDP occurs at a
fréquence de signal t O et est proportionnel au produit des in- signal frequency t O and is proportional to the product of the in-
1/2 tensités de faisceaux partiels chevauchantes entrant à la fréquence 1/2 overlapping partial beam voltages entering at the frequency
t 1 (fréquence de laser ou d'émetteur) Dans le cas d'un chevau- t 1 (laser or transmitter frequency) In the case of an
chement complet des impulsions partielles, ce qui veut dire à ( A Z = 0), le signal SHG est maximal Lorsque les impulsions ne chevauchent plus, ce qui veut dire que t Z> C 0/2 t TM, à TM étant la largeur maximale des impulsions optiques, le signal SHG disparaît ou retourne ensuite suivant la théorie exacte vers 1/3 du Partially pulsed, which means (AZ = 0), the SHG signal is maximal When the pulses do not overlap, which means that t Z> C 0/2 t TM, where TM is the maximum width optical pulses, the SHG signal disappears or then returns according to the exact theory to 1/3 of the
signal maximal; pour d'autres explications, il y a lieu de s'en ré- maximum signal; for other explanations, it is necessary to
férer à "Spectra Physics, Laser Technical Bulletin", février 1978, to "Spectra Physics, Laser Technical Bulletin", February 1978,
N 3 Aveu ses linitations, la largeur du signal SHG est donc pro- N 3 Given its linitations, the width of the SHG signal is therefore pro-
portionnelle à la durée d'impulsion de l'impulsion optique A l'ex- proportional to the pulse duration of the optical pulse.
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-3- ception de certaines formes d'impulsion, par exemple la forme de Gaussche, il est possible de déterminer la largeur d'impulsion à -3- ception of certain forms of pulse, for example the Gaussche form, it is possible to determine the pulse width at
partir du signal SHG De plus, il y a lieu de s'en référer à l'arti- SHG Moreover, it is necessary to refer to the article
cle "Autocorrelations function analysis"; dans IEEE Journal, QE-16, "Autocorrelations function analysis"; in IEEE Journal, QE-16,
1980, No 9, page 990).1980, No. 9, page 990).
Le pouvoir de résolution dans le temps de la mesure SHG est très élevé (supérieur à 0,1 ps), mais du fait qu'il s'agit d'un The time resolution of the SHG measurement is very high (greater than 0.1 ps), but because it is a
effet non linéaire dans le cas de SHG, les énergies d'impulsion op- non-linear effect in the case of SHG, the pulse energies op-
tique nécessaires sont élevées De plus, la région spectrale dans In addition, the spectral region in
laquelle se produit SHG est fortement limitée par le choix du cris- which SHG occurs is strongly limited by the choice of
tal et son réglage Il faut satisfaire à la soi-disant "face mat- It is necessary to satisfy the so-called "matt
ching condition" Et tout, ce procédé est ainsi très coûteux, il est compliqué et le réglage est difficile et le procédé est limité à des ching condition "And all, this process is very expensive, it is complicated and the adjustment is difficult and the process is limited to
énergies d'impulsion assez élevées. quite high pulse energies.
La présente invention vise à fournir un dispositif du gen- The present invention aims at providing a device of the gen-
re mentionné dans le préambule présentant une structure simple et mentioned in the preamble with a simple structure and
convenant notamment à la mesure du comportement dans le temps d'im- particularly suitable for measuring the behavior over time of im-
pulsions optiques de faibles énergies d'impulsion et de petites lar- optical impulses of low impulse energies and small
geurs d'impulsion absolues.absolute impulse givers.
Le dispositif conforme à l'invention tire parti des susdi- The device according to the invention takes advantage of the above-mentioned
tes possibilités décrites pour le procédé SHG et concernant la divi- the possibilities described for the SHG process and the division
sion, le retard et la réunion des rayons optiques pulsés avec des dispositifns interférométriques Toutefois, on tire également parti de l'attitude d'interférence dans la longueur de cohérence de la lumière cohérente, longueur de cohérence qui, dans le cas de rayons laser pulsés, est tributaire de la durée de l'émission et, de ce However, we also take advantage of the interference attitude in the coherence length of the coherent light, coherence length which, in the case of pulsed laser beams, is also used in conjunction with interferometric devices. , is dependent on the duration of the program and, therefore,
fait, nécessairement de la durée des impulsions optiques. does, necessarily of the duration of the optical pulses.
Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par un diviseur de faisceau, deux réflecteurs prévus dans les trajets de The method according to the invention is characterized by a beam splitter, two reflectors provided in the paths of
deux faisceaux partiels formés par le diviseur de faisceau, réflec- two partial beams formed by the beam splitter, reflecting
teurs dont au moins l'un peut être déplacé dans la direction de l'axe du faisceau partiel correspondant, un détecteur photosensible, inséré dans le trajet des faisceaux partiels qui interfèrent et qui sont réunis en un seul faisceau par le diviseur de faisceau et un at least one of which can be moved in the direction of the axis of the corresponding partial beam, a photosensitive detector, inserted in the path of the interfering partial beams and which are united in a single beam by the beam splitter and a
système pour le traitement du signal de détection. system for the processing of the detection signal.
rne premi re forme de réalisation du dispositif est en autre caractéristique en ce que les réfleteurs sont plans Ainsi, The first embodiment of the device is further characterized in that the reflectors are flat.
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-4- après réflexion par les réflecteurs et réunion, les deux faisceaux -4- after reflection by the reflectors and meeting, the two beams
partiels peuvent interférer uniformément sur toute la section trans- may evenly interfere with the entire trans-
versale du faisceau de rayonnement formé à partir des faisceaux par- of the beam of radiation formed from the beams of
tiels réunis Cette interférence ne se produit que lorsque les lon- This interference occurs only when the
gueurs de trajet des faisceaux partiels ne différent pas plus que la pathways of the partial beams do not differ more than the
longueur de cohérence de la lumière laser pulsée Comme configura- coherence length of pulsed laser light
tion d'interférence, il se produit une répartition lumineuse unifor- interference, a uniform light distribution
me sur la section transversale du faisceau réuni, répartition dont on the cross-section of the combined beam, distribution of which
l'intensité est tributaire de la phase relative des faisceaux par- the intensity is dependent on the relative phase of the beams
tiels L'intensité varie périodiquement dans le cas d'une variation The intensity varies periodically in the case of a variation
continue de la longueur de trajet de l'un des deux faisceaux par- continuous path length of one of the two beams
tiels, par déplacement de l'un des réflecteurs Une période corres- by moving one of the reflectors A corresponding period
pond au déplacement d'un réflecteur sur la moitié de la longueur to the displacement of a reflector on half the length
d'onde de la lumière utilisée L'amplitude de la variation d'inten- of the light used The amplitude of the variation of inten-
sité est tributaire de la différence de longueur de trajet absolue sity is dependent on the difference in absolute length of
des deux faisceaux partiels, ce qui veut dire la différence de lon- of the two partial beams, which means the difference in
gueur de trajet dans le cas de positions optimales des deux réflec- in the case of optimal positions of the two reflections
teurs, et de la durée de l'émission optique Les fluctuations d'in- and the duration of the optical emission.
tensité sont maximales pour des longueurs de trajet optiques abso- maximum tensile strengths for absolute optical path lengths
lues égales des faisceaux partiels et diminuent dans le cas d'un equal readings of the partial beams and decrease in the case of a
déplacement de l'un des faisceaux à mesure que les impulsions par- displacement of one of the beams as the pulses par-
tielles chevauchent moins dans les faisceaux de rayonnement compo- are less overlapping in the beams of radiation composed of
ses Pour des différences de longueur de trajet d'une grandeur telle que les impulsions partielles ne chevauchent plus, c'est-à-dire que les impulsions partielles sont déplacées les unes par rapport aux For path length differences of a magnitude such that the partial pulses no longer overlap, i.e. the partial pulses are displaced relative to each other.
autres de plus de la largsr d'impulsion, il ne se produit pas d'in- other than the pulse width, it does not occur
terférence.terférence.
L'utilisation de réflecteurs perpendiculaires est avanta- The use of perpendicular reflectors is advantageous
geuse lorsque les intensités disponibles du faisceau optique pulsé when the available intensities of the pulsed optical beam
sont petites du fait que par suite de la répartition lumineuse uni- are small because of the unified light distribution
forme sur la section totale dil faisceau composé, la modulation d'in- form on the total cross-section of the compound beam, modulation of
tensité est mesurée de façon intégrale sur la section totale du tensity is measured integrally on the total section of the
faisceau dans le cas de déplacement de l'un des réflecteurs. beam in the case of displacement of one of the reflectors.
Selon une autre forme de réalisation avantageuse du procé- According to another advantageous embodiment of the
dé conforme à l'invention, l'un des réflecteurs est mis dans une position oblique de façon que la normale au plan de ce réflecteur according to the invention, one of the reflectors is placed in an oblique position so that the normal to the plane of this reflector
soit inclinée par rapport à l'axe du faisceau partiel correspondant. is inclined relative to the axis of the corresponding partial beam.
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-5- Comme configuration d'interférence, il se produit une configuration de bandes alternativement claires et sombres en concordance avec la phase relative localement différente des deux faisceaux partiels La distance de bandes parallèles juxtaposées est tributaire de l'angle d'inclinaison du réflecteur et de la longueur d'onde de la lumière pulsée Les fluctuations d'intensité locales maximales entre deux bandes juxtaposées sont tributaires de la différence de longueur As interference configuration, a configuration of alternately light and dark bands occurs in concordance with the locally relative relative phase of the two partial beams. The distance of parallel strips juxtaposed is dependent on the angle of inclination of the reflector and of the wavelength of the pulsed light The maximum local intensity fluctuations between two juxtaposed bands are dependent on the difference in length
d'onde des faisceaux partiels et de la durée des impulsions opti- of the partial beams and the duration of the optical pulses.
ques Dans le cas de déplacement de l'un des réflecteurs, la confi- In the case of displacement of one of the reflectors, the
guration d'interférence se déplace perpendiculairement à la direc- Interference management moves perpendicular to the direction
tion longitudinale des bandes Un déplacement sur la moitié de la longueur d'onde de la lumière utilisée correspond au déplacement de la configuration d'interférence sur une seule distance de bande La Longitudinal displacement of the bands A displacement on half of the wavelength of the light used corresponds to the displacement of the interference configuration over a single band distance La
modulation d'intensité locale entre des bandes juxtaposées (contras- modulation of local intensity between juxtaposed bands (contras-
te de bande) est maximale pour les longueurs de trajet optiques éga- band) is maximum for optical path lengths equal to
les des faisceaux partiels, elle baisse à mesure que dans le cas de déplacement de l'un des réflecteurs, les impulsions des faisceaux partiels dans le faisceau composé chevauchent moins dans le temps et the partial beams, it decreases as in the case of displacement of one of the reflectors, the pulses of the partial beams in the compound beam overlap less in time and
disparaît dans le cas de différences de longueur relatives corres- disappears in the case of relative length differences corresponding to
pondant à un déplacement dans le temps des faisceaux partiels rela- the temporal displacement of the partial beams relative to
tivement de plus de la largeur d'impulsion. more than the pulse width.
Ce dispositif offre l'avantage que le déplacement de la configuration d'interférence sur la section transversale du faisceau This device offers the advantage that the displacement of the interference pattern on the cross section of the beam
de rayonnement permet d'obtenir des données directes sur la direc- radiation provides direct data on the direction of
tion et la vitesse du déplacement des deux impulsions partielles, l'une par rapport à l'autre De plus, la présence d'interférence, notamment dans le cas de faibles amplitudes de modulation (faible chevauchement d'impulsions partielles) est plus facile à déterminer que dans le cas d'utilisation de réflecteurs perpendiculaires La configuration d'interférence peut être enregistrée point après In addition, the presence of interference, especially in the case of small modulation amplitudes (low overlap of partial pulses), is easier to achieve and the speed of movement of the two partial pulses relative to each other. determine that in the case of using perpendicular reflectors The interference pattern can be recorded after
point.point.
Selon une autre forme de réalisation avantageuse du dispo- According to another advantageous embodiment of the arrangement
sitif conforme à l'invention, des prismes, notamment des prismes à rétroréflexion sont utilisés comme réflecteurs Au moins l'un des of the invention, prisms, including retroreflective prisms are used as reflectors At least one of
prismes peut être déplacé perpendiculairement à l'axe de rayonne- prisms can be moved perpendicular to the ray axis-
ment Grâce à ce déplanement; Jes, faisceaux partiels réunis sont déplacés parallèlement, l'un par rapport à l'autre, sans qu'il ne se Thanks to this dislocation; In this case, the joined partial beams are displaced parallel to each other without being
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-6- produise une différence de longueur de trajet additionnelle entre -6- produce an additional difference in path length between
les faisceaux partiels Ainsi, la région dans laquelle peuvent in- partial beams Thus, the region in which can be
terférer les faisceaux partiels peut être modifiée par déplacement de l'un des prismes perpendiculaires à l'axe de faisceau partiel correspondant Toutefois, du fait que dans ce cas, plusieurs régions de la section des deux faisceaux partiels peuvent interférer entre elles, la configuration d'interférence ainsi formée contient des informations sur le comportement local dans le temps des impulsions optiques Cette information est alors nécessaire pour déterminer la durée d'impulsion et la forme d'impuèion lorsque l'émission ne se produit pas simultanément dans toutes les régions de la section de the partial beams can be modified by moving one of the prisms perpendicular to the corresponding partial beam axis However, because in this case, several regions of the section of the two partial beams can interfere with each other, the configuration of interference thus formed contains information on the local behavior over time of the optical pulses. This information is then necessary to determine the pulse duration and the impuence form when the emission does not occur simultaneously in all the regions of the section of
faisceau ou lorsque la lumière pulsée traverse des milieux non homo- beam or when pulsed light passes through non-homogeneous
gènes, les diverses parties de faisceau étant sujettes à des retards genes, the various beam parts being subject to delays
différents Dans les deux cas, la largeur d'impulsion totle du fais- In both cases, the total impulse width of the
ceau est supérieure à celle correspondant à la longueur de cohérence is greater than that corresponding to the length of coherence
de la lumière utilisée.of the light used.
L'avantage inhérent au dispositif conforme à l'invention est donc entre autres le fait que dans le cas d'utilisation d'un prisme à rétroréflexion pouvant être déplacé perpendiculairement à l'axe du faisceau, il est également possible de déterminer la durée The advantage inherent in the device according to the invention is therefore, among other things, the fact that in the case of using a retroreflective prism that can be moved perpendicularly to the axis of the beam, it is also possible to determine the duration
d'impulsion totale dans ces cas à partir de la variation de la con- total impulse in these cases from the variation of the con-
figuration d'interférence pendant le déplacement de l'un des compo- figuration of interference during the movement of one of the
sants réflecteurs et à partir de la variation du déplacement perpen- reflecting reflections and from the variation in
diculaire. Selon une autre caractéristique du dispositif conforme à l'invention, un diaphragme est prévu entre les parties de faisceau dicular. According to another characteristic of the device according to the invention, a diaphragm is provided between the beam portions
et le détecteur, diaphragme dont le diamètre d'ouverture est régla- and the detector, diaphragm whose opening diameter is adjusted
ble et/ou dont l'ouverture peut être déplacée dans une direction ble and / or whose opening can be moved in one direction
perpendiculaire à l'axe du faisceau composé Une ouverture de dia- perpendicular to the axis of the compound beam A diagonal opening
phragme de diamètre variable est alors avantageusement utilisée dans variable diameter membrane is then advantageously used in
le cas d'utilisation d'un réflecteur et/ou d'un prisme dont la nor- the case of using a reflector and / or a prism whose standard
male au plan de base est inclinée par rapport à l'axe de faisceau partiel correspondant La configuration d'interférence en forme de bande mobile peut être explorée, point après point, à l'aide de l'ouverture de diaphragme Le diamètre de l'ouverture de diaphragme the base plane is inclined relative to the corresponding partial beam axis The mobile band-shaped interference pattern can be explored, point by point, using the diaphragm aperture The diameter of the diaphragm opening
est petit par rapport à l'espacement de bande. is small compared to the band spacing.
Une ouverture de diaphragme, dont la position peut être An aperture of diaphragm, whose position can be
régulée perpendiculairement à l'axe du faisceau de rayonnement com- regulated perpendicularly to the axis of the beam of radiation com-
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-7--7-
posé est avantageusement utilisée dans un dispositif, dont les fais- posed is advantageously used in a device, whose
ceaux partiels peuvent être déplacés parallèlement l'un par rapport à l'autre par déplacement d'un prisme perpendiculaire à l'axe de Partial beams can be moved parallel to one another by moving a prism perpendicular to the axis of
faisceau partiel Dans ce cas, une variation de la position de l'ou- partial beam In this case, a variation of the position of the
verture de diaphragme perpendiculaire à l'axe du faisceau de rayon- diaphragm opening perpendicular to the axis of the beam of
nement composé et une variation du diamètre de l'ouverture de dia- compound and a variation in the diameter of the di-
phragme permet d'explorer la configuration d'interférence à divers endroits dans la section de faisceau respectivement pour plusieurs phremma allows to explore the interference pattern at various locations in the beam section respectively for multiple
régions de chevauchement des faisceaux partiels et de l'enregistrer. regions of overlapping partial beams and to record it.
Le pouvoir de résolution est alors tributaire du diamètre choisi The resolution power is then dependent on the chosen diameter
pour le diaphragme.for the diaphragm.
La description ci-après, en se référant aux dessins an- The following description, with reference to the drawings
nexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- nexés, all given as a non-limitative example, will make a good
prendre comment l'invention peut être réalisée. take how the invention can be realized.
La figure 1 montre un dispositif présentant deux réflec- Figure 1 shows a device with two reflections
teurs perpendiculaires aux faisceaux partiels. perpendicular to the partial beams.
La figure 2 illustre un dispositif présentant un réflec- FIG. 2 illustrates a device presenting a reflection
teur basculé.tipped.
La figure 3 montre un dispositif muni de deux prismes ser- FIG. 3 shows a device provided with two prisms
vant de composants réflecteurs etof reflective components and
Les figures 4 et 5 montrent les résultats de mesure obte- Figures 4 and 5 show the measurement results obtained
nus avec le dispositif conforme à l'invention. bare with the device according to the invention.
La figure 1 représente un dispositif présentant deux ré flecteurs perpendiculaires au faisceau partiel Dans ce dispositif, un faisceau laser LS, qui a traversé un élargisseur de faisceau SA, FIG. 1 shows a device having two reflectors perpendicular to the partial beam. In this device, a laser beam LS, which has passed through a beam expander SA,
est divisé en deux faisceaux partiels a, b dans un diviseur desfais- is divided into two partial beams a, b in a divider desfais-
ceau ST Une impulsion P est divisée par le diviseur de faisceau ST en deux impulsions partielles Pl et P 2 Ces faisceaux partiels a et b sont réfléchis par deux réflecteurs 51 et 52 perpendiculaires aux axes des faisceaux et sont réunis au cours du passage suivant par le diviseur de faisceau ST Dans l'exemple de réalisation représenté sur le dessin, le réflecteur 52 peut être déplacé par un moteur M An impulse P is divided by the beam splitter ST into two partial pulses P1 and P2. These partial beams a and b are reflected by two reflectors 51 and 52 perpendicular to the axes of the beams and are joined during the next pass by the beam. ST beam splitter In the embodiment shown in the drawing, the reflector 52 can be moved by a motor M
dans la direction de l'axe du faisceau partiel Un filtre d'amortis- in the direction of the partial beam axis A damping filter
sement variable DF assure que, dans la région de la section B du Variable DF ensures that in the area of Section B of the
faisceau de rayonnement composé à partir des faisceaux partiels réu- beam of radiation composed from the partial beams
nis, les intensités de faisceau partiel sont approximativement éga- the partial beam intensities are approximately equal
les Les faisceaux partiels a et b interfèrent entre eux et dans ce the partial beams a and b interfere with each other and in this
25300 1 825300 1 8
-8- cas, l'intensité est la même dans toute la section transversale B. L'intensité est déterminée par la distance z 2 comprise entre le réflecteur 52 et le diviseur de faisceau ST Dans le trajet de In this case, the intensity is the same throughout the cross-section B. The intensity is determined by the distance z 2 between the reflector 52 and the beam splitter ST.
rayonnement du faisceau de rayonnement composé est inséré un dia- radiation of the compound radiation beam is inserted a di-
phragme L, dont l'ouverture présente un diamètre OL Dans le cas en question, le diaphragme L est positionné de façon centrée par rapport au faisceau de rayonnement composé et l'ouverture correspond à la section B du faisceau de rayonnement (e L = B); le diaphragme ne sert donc qu'à réduire la lumière ambiante indésirable Derrière le diaphragme L se trouve un détecteur photosensible D permettant de convertir l'intensité du faisceau de rayonnement réuni en un signal diaphragm L whose opening has a diameter OL In the case in question, the diaphragm L is positioned centrally with respect to the compound radiation beam and the opening corresponds to the section B of the radiation beam (e L = B ); the diaphragm serves only to reduce the unwanted ambient light Behind the diaphragm L is a photosensitive detector D for converting the intensity of the combined radiation beam into a signal
électrique Dans l'exemple de réalisation représenté, ce signal est- In the exemplary embodiment shown, is this signal
enregistré sur l'axe vertical (Y) d'un dispositif d'enregistrement R, l'axe horizontal (X) étant contrôlé par l'intermédiaire du moteur M et par conséquent conformément à la distance z 2 du réflecteur 52 L'intensité est donc enregistrée de façon directe en fonction de la distance Z 2 Dans le cas d'une disposition de réflecteur symétrique recorded on the vertical axis (Y) of a recording device R, the horizontal axis (X) being controlled via the motor M and therefore in accordance with the distance z 2 of the reflector 52. The intensity is therefore recorded directly according to the distance Z 2 In the case of a symmetrical reflector arrangement
( z = z 2 z 1 = 0), le chevauchement dans le temps des impul- (z = z 2 z 1 = 0), the overlap in time of
sions partielles Pl et P 2 dans le faisceau de rayonnement composé est partial ions P1 and P2 in the compound radiation beam is
maximal ( AT = 0) Lors d'un déplacement du réflecteur 52, l'intensi- maximum (AT = 0) When moving the reflector 52, the intensi-
té varie périodiquement sur le détecteur, la période étant donnée par: z = > /2, ' étant la longueur d'onde de la lumière laser p té periodically varies on the detector, the period being given by: z => / 2, 'being the wavelength of the laser light p
pulsée Un déplacement du réflecteur 52 sur une distance a z corres- pulsed A displacement of the reflector 52 over a distance a z corres-
pond à une différence de longueur de trajet optique de 2 JE z entre deux faisceaux partiels et, de ce fait, à un déplacement dans le temps de l'impulsion partielle P 2 par rapport à l'impulsion partielle Pl Ainsi, le déplacement du reflecteur 52 dans une période e zp poses at a difference in optical path length of 2 JE z between two partial beams and, thus, a displacement in time of the partial pulse P 2 with respect to the partial pulse P 1 Thus the displacement of the reflector 52 in a period e zp
correspond à un déplacemant dans le temps des deux impulsions par- corresponds to a displacemant in time of the two impulses par-
tielles àAT = X/c O 6 67 " 10-3 ps ( >) Dans le cas d'un /up déplacement îà z croissant du réflecteur, les impulsions partielles tials AT = X / c O 6 67 "10-3 ps (>) In the case of upward / downward movement of the reflector, the partial pulses
Pl et P 2 sont toujours plus déplacées, dans le temps, l'une par rap- Pl and P 2 are always more displaced, in time, one by
port à l'autre, les parties d'impulsions pouvant interférer entre elles, c'est-à-dire qui peuvent chevaucher toujours dans le temps, diminuant de plus en plus De ce fait, l'amplitude de modulation du signal d'interférence pour A z croissant devient plus petite Pour port to another, the parts of pulses that can interfere with each other, that is to say which can always overlap in time, decreasing more and more As a result, the modulation amplitude of the interference signal for A z croissant becomes smaller For
253001 8253001 8
-9- des déplacements a z tels que pour les retards en résultant LN T il -9- displacements a z such as for the resulting delays LN T he
s'applique 8 T = 2,t z/c O J T (A To étant la largeur d'impul- applies 8 T = 2, t z / c O J T (where To is the pulse width
sion maximale de l'impulsion optique P), la modulation disparaît com- maximum pulse of the optical pulse P), the modulation disappears
plètement et l'on constate un signal constant dans le temps L'inten- and there is a constant signal over time.
sité lumineuse enregistrée avec le dispositif d'enregistrement R en fonction du déplacement A 2 z du réflecteur 52 à partir de la position symétrique présente donc la variation caractéristique représentée sur la figure 1, à partir de laquelle peuvent être déduites la forme d'impulsion et la durée d'impulsion de l'impulsion laser P à l'aide The light intensity recorded with the recording device R as a function of the displacement A 2 z of the reflector 52 from the symmetrical position thus has the characteristic variation shown in FIG. 1, from which the pulse shape and the pulse duration of the laser pulse P using
des procédés de l'analyse d'autocorrélation Comme la durée d'impul- methods of autocorrelation analysis As the duration of impulse
sion et la forme d'impulsion sont en corrélation univoque la longueur de cohérence de la lumière, il est possible de déduire des valeurs sion and the pulse form are uniquely correlated with the coherence length of light, it is possible to deduce
quantitatives de l'impulsion.quantitative impulse.
La figure 2 représente un dispositif présentant un réflec- FIG. 2 represents a device presenting a reflection
teur 52, qui est basculé d'un angle V par rapport à l'axe de fais- 52, which is tilted at an angle V with respect to the axis of
ceau partiel.partial skin.
Les éléments de ce dispositif présentant la même fonction The elements of this device having the same function
que les éléments correspondants sur la figure 1. than the corresponding elements in Figure 1.
Les faisceaux partiels interférents a, b constituent une configuration d'interférence en forme de bande, dont le contraste The interfering partial beams a, b constitute a band-shaped interference configuration, the contrast of which
d'interférence, espacement de bande et la position de bande sont tri- interference, band spacing and tape position are tri-
butaires du déplacement ii z du réflecteur 52. butaries of displacement ii z of reflector 52.
Dans le trajet des rayons du faisceau de rayonnement compo- In the path of the beams of the radiation beam
sé est inséré, ici aussi, un diaphragme L, dont le diamètre d'ouver- Here is also inserted a diaphragm L whose opening diameter
ture L est variable Le diaphragme L est positionné d'une façon centrée par rapport à l'axe du faisceau de rayonnement composé, et la section de l'ouverture est notablement plus petite que la moitié de la distance d de bandes d'interférence juxtaposées X 1 Z< 4 d/2) La L is variable The diaphragm L is positioned centrally with respect to the axis of the compound radiation beam, and the section of the aperture is significantly smaller than half the distance d of interposed interference bands. X 1 Z <4 d / 2) The
configuration d'interférence qui, lors du déplacement du réflec- interference configuration which, when moving the reflec-
teur 52, se déplace dans la direction perpendiculaire à la direction 52, moves in the direction perpendicular to the direction
longitudinale des bandes, peut être explorée parle détecteur de lu- longitudinal band, can be explored by the light detector.
mière D Dans l'exemple de réalisation représenté, le signal de ce In the exemplary embodiment shown, the signal of this
détecteur est enregistré sur l'axe (Y) vertical du dispositif d'enre- The detector is recorded on the vertical axis (Y) of the recording device.
gistrement R, l'axe (X) horizontal étant excité par l'intermédiaire R, the horizontal axis (X) being excited via
du moteur M et par conséquent conformément à la disposition du ré- motor M and therefore in accordance with the provision of the
flecteur 52 L'intensité lumineuse à l'endroit de l'ouverture du dia- The luminous intensity at the point of opening of the di-
phragme est donc enregistrée de façon directe en fonction de la posi- The phrase is therefore recorded directly according to the posi-
tion de réflecteur z 2 -10- Dans le cas d'une disposition symétrique des réflecteurs reflector z 2 -10- In the case of a symmetrical arrangement of the reflectors
z z = 2 z 1 = 0), le chevauchement dans le temps des impul- z z = 2 z 1 = 0), the overlap in time of the impulses
sions partielles Pl et P 2 dans le faisceau de rayonnement composé est maximal ( L T = 0) L'amplitude de modulation de la configuration Partial P1 and P2 in the compound radiation beam is maximal (L T = 0) Modulation amplitude of the configuration
d'interférence en forme de bande est alors également maximale L'es- band-shaped interference is then also maximal.
pacement de bande d est égal pour toutes les bandes et, étant donné la condition d'interférence, elle est donnée dans ce cas par d \ = /2 tg Y Dans le cas d'un déplacement du réflecteur 52 à partir de la band pitch d is equal for all the bands and, given the interference condition, it is given in this case by d \ = / 2 tg Y In the case of a displacement of the reflector 52 from the
position symétrique, la configuration d'interférence se déplace per- symmetrical position, the interference pattern moves
pendiculairement à la direction longitudinale des bandes vers la gau- pendicular to the longitudinal direction of the bands towards the left
che ou vers la droite suivant la direction de déplacement du réflec- to the right according to the direction of movement of the reflec-
teur 52 Un déplacement du réflecteur 52 surd z 2 P = > /2 corres- 52 A displacement of the reflector 52 surd z 2 P => / 2 corres-
pond à une période la configuration d'interférence, ou bien à un dé- the interference pattern, or a
placement de la configuration de bande sur un espacement de bande complet d Ce déplacement correspond en outre à un retard dans le temps de l'impulsion P 2 de ta Tp = /c O 6 67 1073 ps (\), /um This displacement also corresponds to a delay in time of the pulse P 2 of Tp = / c O 6 67 1073 ps (\), / um
c étant la vitesse de la lumière laser. where c is the speed of the laser light.
o Dans le cas d'un déplacement accroissant d C z du réflecteur 52, les impulsions partielles Pl et P 2 sont toujours plus déplacées dans le temps l'une par rapport à l'autre et les parties d'impulsion pouvant interférer entre elles deviennent de plus en plus petites De ce fait, l'amplitude de modulation du signal d'interférence pour un à z de plus en plus grand devient plus petite Pour des déplacements z tels que les déplacements dans le temps en résultant i T = 2 a o In the case of an increasing displacement d C z of the reflector 52, the partial pulses P 1 and P 2 are always more displaced in time with respect to each other and the impulse parts that can interfere with each other become As a result, the modulation amplitude of the interference signal for a larger and smaller z becomes smaller. For displacements z such as the resulting displacements in time i T = 2 a
z/c O > A T 0, (i S T O étant la largeur d'impulsion de l'impul- z / c O> AT 0, (i S T O being the pulse width of the impulse
sion P), le contraste d'interférence respectivement la configuration P), the interference contrast respectively the configuration
de bandes disparaît complètement et seul un signal constant est dé- band disappears completely and only a constant signal is de-
tecté L'intensité lumineuse enregistrée à l'aide du dispositif d'en- The luminous intensity recorded with the aid of the
registremnent R présente donc la variation représentée qualitativement sur la figure 2 en fonction de déplacementà z du réflecteur 52, variation dont peuvent être déduites la forme d'impulsion et la durée Thus, registremnent R presents the variation represented qualitatively in FIG. 2 as a function of displacement z of the reflector 52, a variation from which the pulse shape and the duration can be deduced.
d'impulsion de l'impulsion P suivant les méthodes de l'analyse d'au- of the impulse P according to the methods of the analysis of
to-correlation Lorsque les deux grandeurs sont en corrélation uni- to-correlation When the two magnitudes are uniquely correlated
forme avec la longueur de cohérence de l'émission pour l'impulsion, form with the coherence length of the emission for the pulse,
* des valeurs quantitatives de l'impulsion peuvent être déduites.* Quantitative values of the pulse can be deduced.
La figure 3 représente une forme de réalisation présentant FIG. 3 represents an embodiment showing
25300 1 825300 1 8
-11-11
deux prismes de rétroréflexion perpendiculaires aux axes des fais- two retroreflection prisms perpendicular to the axes of the
ceaux partiels.partial cels.
Les éléments de cette réalisation présentent, ici aussi, la même fonction que les éléments correspondants des figure 1 et 2 Le prisme R Pl peut être déplacé perpendiculairement à-l'axe du faisceau partiel a sur une distance a r 1, alors que le prisme RP 2 peut être The elements of this embodiment have, here also, the same function as the corresponding elements of FIGS. 1 and 2. The prism R P1 can be moved perpendicular to the axis of the partial beam a over a distance ar 1, whereas the prism RP 2 can be
déplacé par le moteur M dans la direction de l'axe du faisceau par- moved by the motor M in the direction of the axis of the beam
tiel En concordance avec les propriétés connues d'un prisme de ré- In accordance with the known properties of a refractive prism,
troréflexion, un déplacement du prisme R Pl sur une distance A r 1 troreflexion, a displacement of the prism R Pl over a distance A r 1
perpendiculaire à l'axe du faisceau partiel a aboutit à un déplace- perpendicular to the axis of the partial beam has resulted in a displacement
ment parallèle de ces faisceaux partiels sur 2 t Ar 1 dans la région de la section B du faisceau de rayonnement composé Toutefois, la parallel of these partial beams on 2 t Ar 1 in the region of the section B of the compound radiation beam.
longueur de trajet optique du faisceau partiel a ne subit pas de va- optical path length of the partial beam a does not undergo
riations Les faisceaux partiels a et b ne peuvent être intègrés que s'ils chevauchent après déplacement sur 2 b r 1 La configuration d'interférence dans cette région de chevauchement est non seulement tributaire de la distance z 2 du prisme RP 2, mais également du The partial beams a and b can be integrated only if they overlap after displacement on 2 b r 1 The interference configuration in this overlap region is not only dependent on the distance z 2 from the prism RP 2, but also from the
déplacement A r lorsque le comportement dans le temps de l'impul- when the behavior in time of the impulse
sion laser P dans diverses régions du faisceau est différent D'une façon générale cela est le cas lorsque l'émission n'est pas homogène P laser beam in different regions of the beam is different In general, this is the case when the emission is not homogeneous
sur la section de faisceau ou si de diverses parties de faisceau su- on the beam section or if various beam
bissent des retards différents, par exemple lorsqu'ils traversent des have different delays, for example when
milieux optiques non homogènes.non-homogeneous optical media.
Dans le trajet des rayons du faisceau de rayonnement compo- In the path of the beams of the radiation beam
sé est inséré un diaphragme, dont l'ouverture peut être déplacée dans la direction radiale et dont le diamètre d'ouverture WL peut être modifié Derrière le diaphragme L est prévu un détecteur photosensi= ble D permettant de convertir l'intensité lumineuse dans l'ouverture de diaphragme intensité lumineuse qui est modulée dans le cas d'un déplacement du prisme RP 2 en un signal électrique Ce signal est enregistré sur l'axe (Y) vertical du dispositif d'enregistrement R. L'axe (X) horizontal est simultanément excité par l'intermédiaire du moteur M, en concordance avec la distance z 2 comprise entre le prisme RP 2 et le diviseur de faisceau ST L'intensité à l'endroit de l'ouverture de diaphragme peut être mesurée de façon directe en fonction de la distance z 2 pour diverses valeurs du déplacement A diaphragm is inserted, whose opening can be moved in the radial direction and whose opening diameter WL can be modified. Behind the diaphragm L is provided a photosensitive detector D for converting the light intensity into the aperture. light intensity aperture which is modulated in the case of a displacement of the prism RP 2 into an electrical signal This signal is recorded on the vertical axis (Y) of the recording device R. The horizontal axis (X) is simultaneously excited by means of the motor M, in accordance with the distance z 2 between the prism RP 2 and the beam splitter ST The intensity at the location of the aperture of the diaphragm can be measured directly according to the distance z 2 for various displacement values
radial r 1 du prisme RP 1.radial r 1 of the prism RP 1.
-12--12-
Dans le cas d'une position symétrique des prismes de rétro- In the case of a symmetrical position of the prisms of retro-
réflexion (S z = z 1 -z 2 = 0, a r 1 = 0), le chevauchement, tant sur ladistance que dans le temps des impulsions partielles Pl reflection (S z = z 1 -z 2 = 0, a r 1 = 0), the overlap, both over time and over time, of the partial pulses
et P 2 est maximal Dans le cas de déplacement du prisme RP 2, l'inten- and P 2 is maximal In the case of displacement of the PR 2 prism, the inten-
sité subit des variations périodiques, qui sont les mêmes sur la sec- sity is subject to periodic variations, which are the same in the
tion totale B du faisceau de rayonnement composé, la période A z = p the total beam B of the compound radiation beam, the period A z = p
/2 Cette période a z correspond à un retard de l'impulsion par- / 2 This period a z corresponds to a delay of the impulse
p tielle P 2 par rapport à l'impulsion partielle Pl de i Tp = \ /c 6,67 10-3 ps ( >), O o étant la vitesse de la lumière laser Dans le cas d'un déplacement croissants z, les impulsions partielles sont de plus en plus déplacées dans le temps l'une par rapport à l'autre, de sorte que les parties d'impulsion pouvant interférer entre elles deviennent de plus en plus petites En concordance, l'amplitude de modulation présentant un z croissant p tial P 2 with respect to the partial pulse P i of Tp = \ / c 6.67 10-3 ps (>), where O o is the velocity of the laser light In the case of increasing displacement z, the Partial pulses are more and more displaced in time with respect to each other, so that the impulse portions that can interfere with one another become smaller and smaller. increasing
devient plus petite Pour les déplacementsà z tels que pour les dé- becomes smaller For trips to z such as for
placements dans le temps résultant il s'applique a T = 2 i z/c >A To, a To étant la largeur d'impulsion de l'impulsion de laser) on ne constate qu'une intensité constante Un comportement similaire qualitatif est déterminé lorsque le prisme R Pl est déplacé dans la direction perpendiculaire à l'axe du faisceau partiel a et lorsque, partant de la position symétrique du prisme RP 2 (z 2 z 1 = z = 0), l'amplitude de modulation est enregistrée, ici aussi, en fonction du déplacement A z du prisme RP 2 Toutefois, dans ce cas, time placements resulting it applies to T = 2 iz / c> A To, where To is the pulse width of the laser pulse) we only observe a constant intensity Similar qualitative behavior is determined when the prism R Pl is displaced in the direction perpendicular to the axis of the partial beam a and when, starting from the symmetrical position of the prism RP 2 (z 2 z 1 = z = 0), the amplitude of modulation is recorded, here also, depending on the displacement A z of the prism RP 2 However, in this case,
les parties non correspondantes des faisceaux partiels a et b chevau- the non-corresponding parts of the partial beams a and b overlap
chent de sorte que, si le comportement dans le temps de l'impulsion laser varie dans la section du faisceau, les régions de modulation maximale se déplacent en fonction du déplacement A r du prisme R Pl et so that, if the time behavior of the laser pulse varies in the section of the beam, the maximum modulation regions move according to the displacement A r of the prism R P1 and
du déplacement & r 1 du diaphragme L Les courbes d'intensité en- of the displacement & r 1 of the diaphragm L The intensity curves
registrées à l'aide du dispositif d'enregistrement R présentent donc une variation différente pour différentes valeurs de S r 1, comme le montre la figure 3 Pour la eourbe C, A z 1 est égal à zéro et pour la courbe d, a z n'est pas égal à zéro Dans ce cas, une analyse complète de ces courbes de modulation en ce qui concerne la forme et la position des maxima en fonction de A r 1 et dea r L fournit des données sur la longueur de cohérence de l'impulsion (durée de l'émission) et de la structure de temps et d'endroit de l'impulsion registered with the recording device R therefore have a different variation for different values of S r 1, as shown in Figure 3 For the curv C, A z 1 is equal to zero and for the curve d, az n In this case, a complete analysis of these modulation curves with respect to the shape and position of maxima versus A r 1 and dea r L provides data on the coherence length of the impulse (duration of emission) and time and location structure of impulse
(variation sur la section du faisceau). (variation on the section of the beam).
25300 1 825300 1 8
-13- Les figures 4 et 5 montrent des exemples de configuration d'interférence mesurées à l'aide du dispositif conforme à l'invention FIGS. 4 and 5 show examples of interference configurations measured using the device according to the invention
et les variations résultantes de la fonction d'auto-correlation. and the resulting variations of the auto-correlation function.
La figure 4 montre les variations d'intensité, en fonction deen z, dans le faisceau de rayonnement composé, comme mesuré avec un FIG. 4 shows the intensity variations, as a function of z, in the compound radiation beam, as measured with a
dispositif selon la figure 1 Comme source lumineuse pulsée fut uti- device according to Figure 1 As a pulsed light source was used
lisé un laser de couleur à pompage synchrone verrouillé en mode émet- a synchronously pumped synchronous pump color laser
tant de la lumière d'une longueur d'onde de 900 nm Dans ce cas, une période correspond à une variation de longueur d'onde de 0,25 u/M respectivement à un retard dans le temps de l'impulsion partielle P 2 de 5,7 10 3 ps(c Tp = 2 A zp/O/) A partir des variations de In this case, one period corresponds to a wavelength variation of 0.25 u / M respectively to a delay in time of the partial pulse P 2. of 5.7 10 3 ps (c Tp = 2 A zp / O /) From the variations of
l'amplitude de modulation de i z peuvent être déterminées les varia- the amplitude of modulation of i z can be determined the variations
tions caractéristiques dans le temps de la fonction de la corrélation Imo (A T)T mx(jÉàT = 0) Imod ()max( La figure 5 montre une telle variation pour l'impulsion d'un laser de couleur à pompage synchrone verrouillé en mode (courbe K) et pour une impulsion d'un laser à ion krypton verrouillé en mode (courbe R) L'échelle horizontale supérieure m corresond à la courbe K et l'échelle horizontale inférieure N à la courbe L. The time-dependent characteristics of the Imo (A T) T mx (jAtT = 0) Imod () max correlation function (Figure 5 shows such a variation for the impulse of a synchronously pumped synchronous pump color laser. mode (curve K) and for a pulse of a krypton ion laser locked in mode (curve R) The upper horizontal scale m corresond with the curve K and the lower horizontal scale N with the curve L.
Comparativement aux dispositifs selon l'état de la techni- Compared to state of the art devices
que (détecteur rapide + échantillonnage, Streak caméra, SHG), le dis- that (fast detector + sampling, Streak camera, SHG), the dis-
positif conforme à l'invention offre les avantages suivantes: Dans toutes les formes de réalisation, la structure est compacte, simple et peu coûteuse L'adaptation aux diverses sources lumineuses est possible sans réglage coûteux Suivant la qualité des éléments optiques, la mesure peut s'effectuer sans adaptation de ces positive in accordance with the invention offers the following advantages: In all embodiments, the structure is compact, simple and inexpensive Adaptation to various light sources is possible without expensive adjustment Depending on the quality of the optical elements, measurement can perform without adaptation of these
éléments dans une grande région spectrale de longueurs d'onde de la- elements in a large spectral region of wavelengths of la-
ser Du fait que l'interférence est un effet linéaire, il est possi- Because interference is a linear effect, it is possible
ble de mesurer des modulations pour des puissances d'impulsion extrê- to measure modulations for extremely high pulse powers.
mement petites La sensibilité est élevée de façon correspondante et peut être augmentée davantage, par exemple à l'aide de la technique de verrouillage C'est ainsi que les énergies d'impulsion minimales pouvant toujours être détectées sans technique de verrouillage sont par exemple d'environ 10-9 Ws, alors qu'à l'aide des techniques de The sensitivity is correspondingly high and can be increased further, for example by means of the locking technique. Thus, the minimum pulse energies that can always be detected without a locking technique are, for example, about 10-9 Ws, while using the techniques of
verrouillage, elles sont d'environ 10 i 12 Ws De la fonction d'auto- locking, they are about 10 i 12 Ws of the self-function
correlation obtenue conformément à la méthode d'interférence, peut être reconstruite la forme explicite de l'impulsion optique d'une correlation obtained according to the interference method, can be reconstructed the explicit shape of the optical pulse of a
25300 1 825300 1 8
-14- façon plus simple que dans le cas de la mesure de SHG non linéaire; du fait que le signal mesuré est proportionnel de façon directe aux régions chevauchantes des impulsions, des variations dans le temps de l'impulsion peuvent être obtenus à partir de la reconstruction simple A simpler way than in the case of non-linear SHG measurement; since the measured signal is directly proportional to the overlapping regions of the pulses, variations in the time of the pulse can be obtained from the simple reconstruction
dans le temps de la courbe d'auto-correlation Le pouvoir de résolu- in the time of the self-correlation curve The resolving power
tation dans le temps est très élevé, alors que simultanément, des in time is very high, whereas at the same time
repères d'étalonnage pour l'axe de temps peuvent être obtenus ( 1 pé- Calibration marks for the time axis can be obtained (1
riode 6 67 10-3 ps ( \), voir la figure 4), simultanément à partir de la périodicité des variations de modulation sur A z Le pouvoir de résolution dans le temps est déterminé par la précision des éléments de décalage mécaniques et dépasse 10-2 ps La mesure 6 diode 6 67 10-3 ps (\), see Figure 4), simultaneously from the periodicity of the modulation variations on A z The resolution power over time is determined by the accuracy of the mechanical shift elements and exceeds 10 -2 ps The measure
des courbes de modulation d'interférence ne requiert pas de détec- Interference modulation curves do not require detection of
teurs rapides La vitesse du moteur peut être choisie très lentement et correspond à la sensibilité du détecteur Des séries d'impulsion The motor speed can be chosen very slowly and corresponds to the sensitivity of the detector Pulse series
répétées rapides peuvent être intégrées comme signal de "lumière uni- fast repeats can be integrated as a "single light"
forme" sans que l'information sur la structure d'impulsion dans le temps ne se perde Un dispositif conforme à l'invention permet de "without the information on the pulse structure over time is lost A device according to the invention allows to
mesurer des retards de temps dans une impulsion optique élargie spa- to measure time delays in an enlarged optical impulse
tialement à grand pouvoir de résolution dans le temps, par exemple tially with great power of resolution over time, for example
supérieure à 10-1 ps.greater than 10-1 ps.
25300 1 825300 1 8
-15--15-
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