LT5203B - Method and device for measuring of phasic characteristics and terms of one or more ultrashort light impulses - Google Patents
Method and device for measuring of phasic characteristics and terms of one or more ultrashort light impulses Download PDFInfo
- Publication number
- LT5203B LT5203B LT2004064A LT2004064A LT5203B LT 5203 B LT5203 B LT 5203B LT 2004064 A LT2004064 A LT 2004064A LT 2004064 A LT2004064 A LT 2004064A LT 5203 B LT5203 B LT 5203B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- harmonic
- pulse
- radiation
- duration
- light
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Description
Išradimas priklauso lazerinės optikos sričiai ir yra skirtas vieno ar daugiau ultratrumpųjų šviesos impulsų trukmės ir fazinių charakteristikų matavimo būdui ir įrenginiui ir gali būti panaudotas optinėms medžiagų savybėms matuoti.The invention relates to the field of laser optics and is directed to a method and apparatus for measuring the duration and phase characteristics of one or more ultrashort light pulses and can be used to measure the optical properties of materials.
Yra žinomas ultratrumpojo šviesos impulso parametrų matavimo būdas, kuriame ultratrumpojo impulso laikines ir spektrines charakteristikas vienu metu pakeičia į antrosios harmonikos spinduliuotės erdvines ir kampines charakteristikas naudojant antrosios harmonikos nekolinearią generaciją po to registruoja antrosios harmonikos spinduliuotės nurodytas charakteristikas ir matematiškai paskaičiuoja spektro plotį ir ultratrumpojo šviesos impulso trukmę (TSRS autorinis liudijimas Nr.1429801).There is a known method for measuring the parameters of an ultra-short pulse, whereby the temporal and spectral characteristics of an ultra-short pulse are simultaneously transformed into spatial and angular characteristics of a second harmonic using a second harmonic non-collinear generation. (USSR Copyright Certificate # 14298011).
Žinomo būdo trūkumas yra siaura jo pritaikymo sritis, nes negalima matuoti ultratrumpojo šviesos impulso fazinių charakteristikų, bei reikalinga sudėtinga registravimo sistema.The disadvantage of the known technique is its narrow application because the phase characteristics of the ultra-short pulse cannot be measured and the sophisticated recording system is required.
Yra žinomas vieno ar daugiau ultratrumpųjų šviesos impulsų trukmės ir fazinių charakteristikų matavimo būdas, apimantis nekolinearios antrosios harmonikos sąveikos metu generuojamos antrosios harmonikos spinduliuotės laikinių charakteristikų pakeitimą į erdvines, antrosios harmonikos spinduliuotės spektrinį išskleidimą panaudojant spektrinį prietaisą antrosios harmonikos spinduliuotės erdvinio ir dažninio dvimačio pasiskirstymo registraciją ir matematinį pradinio šviesos impulso trukmės ir laikinės fazės kitimo impulso trukmėje skaičiavimą (JAV patentas Nr. 5,530,544, G01B 009/02).A method for measuring the duration and phase characteristics of one or more ultra-short pulses of light is known, which involves transforming the temporal characteristics of a second harmonic radiation generated by a non-collinear second harmonic into a spatial, second harmonic radiation spectral folding calculating the initial light pulse duration and the temporal phase change in pulse duration (U.S. Patent No. 5,530,544, G01B 009/02).
Yra žinomas vieno ar daugiau ultratrumpųjų šviesos impulsų trukmės ir fazinių charakteristikų matavimo įrenginys, pagrįstas nekolineariu antrosios harmonikos spinduliuotės generavimu, apimantis daliklį, dalijantį matuojamą į ultratrumpąjį šviesos impulsą į du vienodų parametrų spinduliuotės pluoštus, kurių vienas per reguliuojamą optinę vėlinimo liniją o kitas tiesiogiai yra nukreipti į veidrodžių sistemą kuri abu pluoštus suveda į netiesinį kristalą taip, kad jame jie vienu metu persiklotų erdvėje bei nekolineariai generuotų antrosios harmonikos spinduliuotę, kuri per spektrinį prietaisą yra susieta su registravimo priemone, kuri atlieka antrosios harmonikos spinduliuotės erdvinio ir dažninio dvimačio pasiskirstymo registraciją ir matematinį pradinio šviesos impulso trukmės ir laikinės fazės kitimo impulso trukmėje skaičiavimą (JAV patentas Nr.5,530,544, G01B 009/02).A device for measuring the duration and phase characteristics of one or more ultrashort light pulses based on non-collinear second-harmonic radiation generation is known, comprising a divider dividing the ultrashort light pulse into two beams of equal parameters, one directly directed through an adjustable optical delay line into a mirror system that converts both beams into a nonlinear crystal so that they simultaneously overlap in space and produce a non-collinear second-harmonic radiation coupled through a spectral device to a recording device that registers the spatial and frequency two-dimensional distribution of the second harmonic calculating light pulse duration and temporal phase variation in pulse duration (U.S. Patent No. 5,530,544, G01B 009/02).
Žinomas ultratrumpųjų šviesos impulsų trukmės ir fazinių charakteristikų matavimo būdas ir įrenginys naudoja spektro dažnius išskiriantį spektrografą. Žinomame matavimo būde trukmės ir fazinių charakteristikų priklausomybės nustatymas atliekamas ne iš tiesioginio matavimo, o yra atkuriamas naudojant atstatomąjį algoritmą tai yra sprendžiamas sudėtingas matematinis atvirkštinis uždavinys. Šio uždavinio sprendimui yra reikalingas greitaeigis kompiuteris, nes atstatomasis algoritmas yra sudėtinga matematinė funkcija ir tai reikalauja didelių skaičiavimo laiko sąnaudų.A known method and device for measuring the duration and phase characteristics of ultra-short pulses of light employs a spectrograph-emitting spectrograph. In the known measurement method, the determination of the dependence of the duration and phase characteristics is not made from direct measurement, but is reproduced using a reconstruction algorithm, which is a complex mathematical inverse problem. A high-speed computer is needed to solve this problem, because the recovery algorithm is a complex mathematical function and requires high computation time.
Žinomo matavimo būdo ir įrenginio trūkumas yra tas, kad šiuo būdu ultratrumpojo šviesos impulso trukmė ir laikinė fazė yra nustatoma netiesiogiai, o iš atvirkštinio uždavinio sprendimo skaičiavimais sukurto vaizdo parametrų, o tai sumažina šio būdo ir jo pagrindu sukurto įrenginio patikimumą. Įrenginys yra sudėtingos konstrukcijos, nes pradinių šviesos impulso parametrų atkūrimui reikalingas spektrinis aparatas ir greitaeigis kompiuteris, tai taip pat sąlygoja didelę šio matuoklio savikainą. Be to matavimo rezultatai pateikiami ne iš karto, o po tam tikro laiko, nes galutinių matavimo duomenų gavimas reikalauja didelių skaičiavimo laiko sąnaudų.The disadvantage of the known measuring method and device is that in this way the duration and temporal phase of the ultrashort light pulse is determined indirectly and from the parameters of the image created by the inverse problem solution, which reduces the reliability of this method and the device based on it. The device is complex in design, since the spectral apparatus and the high-speed computer are required to restore the initial light pulse parameters, which also results in a high cost of this meter. In addition, measurement results are not provided immediately, but over time, as obtaining the final measurement data requires significant computation time.
Išradimu siekiama sukurti paprastesnį, patikimesnį bei mažesnės savikainos vieno ar daugiau ultratrumpųjų šviesos impulsų trukmės ir fazinių charakteristikų matavimo būdą ir įrenginį.The object of the present invention is to provide a simpler, more reliable method and device for measuring the duration and phase characteristics of one or more ultrashort light pulses at a lower cost.
Uždavinio sprendimo esmė yra ta, kad vieno ar daugiau ultratrumpųjų šviesos impulsų trukmės ir fazinių charakteristikų matavimo būde, pagrįstame nekolineariu antrosios harmonikos spinduliuotės generavimu, kai matuojamąjį ultratrumpąjį šviesos impulsą dalija į du vienodų parametrų spinduliuotės pluoštus, kur vienas iš minėtų spinduliuočių pluoštų gali būti reguliuojamai vėlinamas atžvilgiu kito, abu minėtus spinduliuotės pluoštus vienu metu suveda netiesinio optinio kristalo viduje taip, kad jie persiklotų erdvėje bei sąveikos metu vyktų nekolinearus antrosios harmonikos spinduliuotės generavimas, generuojamos antrosios harmonikos spinduliuotės impulso trukmę ir fazines charakteristikas pakeičia atitinkamai į jos erdvines ir spektrines charakteristikas, registruoja minėtas erdvines ir spektrines charakteristikas, o pagal registravimo duomenis atitinkamai nustato pradinio šviesos impulso trukmę ir fazines charakteristikas, nauja yra tai, kad antrosios harmonikos spinduliuotės impulso trukmės ir fazinių charakteristikų pakeitimą į erdvines ir spektrines charakteristikas atlieka naudojant erdvinę filtraciją registruojant antrosios harmonikos spinduliuotės skersmens ir skleisties plokštuminį vaizdą o pradinio impulso trukmę ir fazines charakteristikas nustato matematiškai tiesiogiai apdorojant gaunamą minėtą plokštuminį vaizdą kur impulso trukmę nustato kaip funkciją nuo spinduliuotės skersmens, o laikinės fazės kitimą impulso trukmėje nustato pagal spektro dažnio funkciją nuo spinduliuotės skleisties kampo.The essence of the problem is that in a method of measuring the duration and phase characteristics of one or more ultrashort light pulses based on the non-collinear second harmonic radiation generation, the ultrashort light pulse is divided into two beams of equal parameters, wherein one of said beams with respect to the other, the two beams are brought together simultaneously inside a nonlinear optical crystal so that they overlap and interact in a non-collinear second-harmonic radiation generation, and change the pulse duration and phase characteristics of the second-harmonic radiation generated to its spatial and spectral characteristics respectively. spatial and spectral characteristics, and, based on the recording data, determine the duration and phase characteristics of the initial light pulse, respectively, d the second-harmonic radiation pulse duration and phase characteristics are converted to spatial and spectral characteristics using spatial filtration by recording a second-harmonic radiation diameter and propagation planar image and the initial pulse duration and phase characteristics are determined by mathematically directly processing the resulting planar image as a function of and the temporal phase change in pulse duration is a function of the frequency response of the beam from the angle of propagation of the beam.
Netiesinio kristalo generuojamos antrosios harmonikos spinduliuotės erdvinės filtracijos įvedimas ir po to atitinkamas optinis apdorojimas ir jos plokštuminio vaizdo registravimas leidžia iš gauto vaizdo tiesioginio matematinio apdorojimo būdu nustatyti pradinio šviesos impulso trukmę bei laikines fazines charakteristikas, o tai padidina būdo patikimumą bei supaprastina jo realizavimo įrenginį ir sumažina savikainą nes nereikalingi sudėtingi spektriniai prietaisai.The introduction of spatial filtration of second harmonic radiation generated by a nonlinear crystal followed by appropriate optical processing and registration of its planar image allows the initial light pulse duration and temporal phase characteristics of the resulting image to be determined by direct mathematical processing, which increases the reliability and simplifies the technique. cost because sophisticated spectral devices are not required.
Ultratrumpųjų šviesos impulsų trukmės ir fazinių charakteristikų matavimo įrenginyje, pagrįstame nekolineariu antrosios harmonikos spinduliuotės generavimu, apimančiame daliklį, dalijantį matuojamąjį ultratrumpąjį šviesos impulsą į du vienodų parametrų spinduliuotės pluoštus, kurių vienas per reguliuojamą optinę vėlinimo liniją o kitas tiesiogiai yra nukreipti į veidrodžių sistemą kuri abu pluoštus suveda į netiesinį kristalą taip, kad jame jie vienu metu persiklotų erdvėje bei nekolineariai generuotų antrosios harmonikos spinduliuotę, kuri per optinę sistemą yra susieta su registravimo įtaisu, nauja yra tai, kad artimame lauke už netiesinio kristalo antrosios harmonikos spinduliuotės sklidimo kelyje patalpintas erdvinis filtras, apimantis ekraną su plyšiu, išpjaunančiu siaurą antrosios harmonikos spinduliuotės pluoštą pakreiptą atžvilgiu antrosios harmonikos generavimo sinchronizmo plokštumos kampu Θ, kur Θ bet koks kampas nuo 0° iki 90° su sąlyga, kad Θ *0° ir Θ ^90° , minėtą optinę sistemą sudaro nuosekliai išdėstyti cilindrinis ir sferinis lęšiai, kur sferinio lęšio židinio plokštumoje patalpintas registravimo įtaisas, atliekantis antrosios harmonikos spinduliuotės skersmens ir skleisties plokštuminio vaizdo 3 LT 5203 B registraciją su tiesioginiu šviesos impulso trukmės ir fazinių charakteristikų skaičiavimu pagal formules:In a device for measuring the duration and phase characteristics of ultra-short pulses based on a non-collinear second-harmonic beam generator comprising a divider dividing the measured ultra-short pulse into two beams of equal parameters, one directly directed at each of the mirrors through an adjustable optical delay line leads to a nonlinear crystal so that they simultaneously overlap in space and generate a non-collinear second-harmonic radiation that is coupled to the recording device through the optical system, a new feature is that a spatial filter is located in the near field behind the non-linear crystal a screen with a slit that cuts a narrow beam of second harmonics inclined at an angle Θ to the plane of synchronization of the second harmonic, where Θ any angle from 0 ° to 90 °, with the proviso that Θ * 0 ° and Θ ^ 90 °, said optical system consists of a consistent set of cylindrical and spherical lenses where the spherical lens focal plane placed on a recording device carries out the second harmonic radiation, the diameter and divergence of the planar image 3 E 5203 B registration with direct calculation of pulse duration and phase characteristics using the formulas:
r = 2AUAx/c)sin(a/2), d(p{t) dtr = 2AUAx / c) sin (a / 2), d (p {t) dt
4^max(v) >4 ^ max (v)>
kur τ - pradinio šviesos impulso trukmė φ (t) - pradinio šviesos impulso laikinė fazėwhere τ - duration of initial light pulse φ (t) - temporal phase of initial light pulse
Δχ - antros harmonikos spinduliuotės pluošto_skersmuo 0,5 lygyje, c - šviesos greitis, a - pradinių šviesos impulsų kritimo į netiesinį kristalą kampas,Δχ - diameter of the beam of the second harmonic radiation at 0.5 level, c - velocity of light, a - angle of the incident light pulses falling into the nonlinear crystal,
K - nuo šviesos impulso gaubiamosios formos priklausantis daugiklis,K is the multiplier dependent on the envelope shape of the light pulse,
Fph S'n 2Fph S ' n 2
6U) - centrinis šviesos impulso spinduliuotės dažnis, Fcyi sin-y6U) - The center frequency of the light pulse, F cy i sin-y
Fspi, - sferinio lęšio židinio nuotolis, B = —--,F sp i, - focal length of the spherical lens, B = —--,
Fcyi - cilindrinio lęšio židinio nuotolis,F cy i - focal length of the cylindrical lens,
Θ - ekrano plyšiu išpjaunamas spinduliuotės pluošto polinkio kampas atžvilgiu šviesos impulsų kritimo į kristalą plokštumos, xmax _ registruojamo maksimalaus antros harmonikos spinduliuotės skersmens intensyvumo x koordinatė prie fiksuotos y koordinatės.Θ is the slit of the beam in relation to the plane of the incident light beam falling into the crystal, x max _ the recorded coordinate of the maximum intensity of the second harmonic beam diameter at a fixed y coordinate.
Įvedimas erdvinio filtro funkciją atliekančio ekrano su plyšiu, išpjaunančiu siaurą antrosios harmonikos spinduliuotės pluoštą pakreiptą atžvilgiu antrosios harmonikos generavimo sinchronizmo plokštumos kampu Θ, kur θ bet koks kampas nuo 0° iki 90° su sąlyga, kad θ ^0° ir θ ^90°, bei jo išdėstymas antrosios harmonikos spinduliuotės sklidimo kelyje artimame lauke už netiesinio kristalo, ir optinės sistemos pakeitimas į nuosekliai išdėstytus cilindrinį ir sferinį lęšius, kur sferinio lęšio židinio plokštumoje patalpintas registravimo įtaisas, leidžia pagal registravimo įtaise gautą plokštuminį vaizdą panaudojant jo matematinį apdorojimą tiesiogiai nustatyti pradinio impulso trukmę pagal jo priklausomybę nuo spinduliuotės skersmens, o laikines fazės kitimą impulso trukmėje pagal spektro dažnio funkcinę priklausomybę nuo spinduliuotės skleisties kampo. Tai leidžia atsisakyti sudėtingų spektrinių prietaisų bei padidina matavimo patikimumą supaprastina įrenginį ir sumažina jo savikainą.Entering a spatial filter function screen with a slit that cuts a narrow beam of second harmonic radiation tilted with respect to the plane of the second harmonic generating synchronic plane Θ, where θ is any angle from 0 ° to 90 °, provided that θ ^ 0 ° and θ ^ 90 °, and its arrangement of the second harmonic radiation path near the field behind the nonlinear crystal, and the conversion of the optical system into sequentially arranged cylindrical and spherical lenses, with a recording device housed in the focal plane of the spherical lens allows direct measurement of the initial pulse by mathematical processing and the temporal phase change in the pulse duration as a function of the spectral frequency versus the angle of propagation of the beam. This eliminates sophisticated spectral devices and increases measurement reliability, simplifying the device and reducing its cost.
Detaliau išradimas paaiškinamas brėžiniais, kuriuose pavaizduota:DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The drawings show:
Fig.l - pasiūlyto įrenginio optinė schema,Fig. 1 is an optical diagram of the proposed device,
Fig.2 - įrenginio optinės schemos vaizdas x koordinatėje, Fig.3 - įrenginio optinės schemos vaizdas y-koordinatėje,Fig.2 is an optical diagram of the device in the x-coordinate, Fig.3 is an optical diagram of the device in the y-coordinate,
Fig.4 -y- koordinatės dedamosios pakeitimo į laiko ašį optinė schema.Fig.4 is an optical diagram of the change of the -y-coordinate component to the time axis.
Siūlomo ultratrumpųjų šviesos impulsų trukmės ir fazinių charakteristikų matavimo būdas pagrįstas netiesinės optikos reiškiniu - nekolineariu antros harmonikos generavimu.The proposed method of measuring the duration and phase characteristics of ultrashort light pulses is based on the phenomenon of nonlinear optics - non-collinear second harmonic generation.
Matuojamąjį ultratrumpąjį šviesos impulsą dalija į du vienodų parametrų spinduliuotės pluoštų impulsus. Vienas minėtų spinduliuotės pluoštų impulsų reguliuojamai vėlinamas atžvilgiu kito tam, kad minėtus pluoštus kampu a būtų galima suvesti netiesiniame kristale taip, kad jie vienu metu persiklotų erdvėje jo sinchronizmo plokštumoje. Suvedus du vienodų parametrų intensyvius ultratrumpųjų šviesos impulsų spinduliuotės pluoštus, netiesinio kristalo išėjime generuojama antrosios harmonikos spinduliuotė, kuri artimame netiesinio kristalo lauke yra filtruojama pagal erdvę. Praėjusios pro erdvinį filtrą antrosios harmonikos spinduliuotės impulso trukmė ir fazinės charakteristikos pakeičamos atitinkamai į erdvines ir spektrines charakteristikas bei atlieka antrosios harmonikos spinduliuotės skersmens ir skleisties plokštuminio vaizdo registraciją. Pradinio ultratrumpojo šviesos impulso trukmę ir laikinės fazės kitimą impulso trukmėje nustato tiesiogiai matematiškai apdorojant minėtą gaunamą plokštuminį vaizdą pagal aukščiau nurodytas formules.The measured ultra-short pulse of light is divided into two pulses of radiation of equal parameters. One of said pulses of radiation beams is controllably delayed relative to the other so that said beams can be angled at a angle in a nonlinear crystal so that they overlap in space in its plane of synchronization. By combining two beams of ultrashort light pulses of uniform parameters, a second harmonic is generated at the output of the nonlinear crystal, which is filtered by space in the near field of the nonlinear crystal. The pulse duration and phase characteristics of the second harmonic beam passing through the spatial filter are changed to spatial and spectral characteristics, respectively, and they register the diameter and propagation of the second harmonic beam. The initial ultrashort light pulse duration and temporal phase change in pulse duration are determined by direct mathematical processing of said incoming planar image according to the formulas above.
Siūlomas vieno ar daugiau ultratrumpųjų šviesos impulsų trukmės ir fazinių charakteristikų matavimo įrenginys apima diafragmą 1, pro kurią praeina matuojamojo ultratrumpojo šviesos impulso spinduliuotė, kurios kelyje už diafragmos 1 yra spinduliuotės daliklis 2, dalijantis pirminį šviesos impulsą į du vienodų parametrų spinduliuotės pluoštų impulsus, kurių pirmasis toliau nukreipiamas per nukreipiančiuosius veidrodžius 3, 4 ir 5 į netiesinį antrosios harmonikos kristalą 6 (Fig.l). Antrasis spinduliuotės pluošto impulsas per optinę vėlinimo liniją, kurią sudaro pozicionavimo įrenginys 7 su jame sumontuotais veidrodžiais 8 ir 9, nukreipiančiuosius veidrodžius 10 ir 5 taip pat nukreipiamas į netiesinį antrosios harmonikos kristalą 6, už kurio, spinduliotės kelyje išdėstyti neutralus filtras 11, ekranas 12 su plyšiu 13, cilindrinis lęšis 14, sferinis lęšis 15, filtras 16 ir registracijos prietaisas, pavyzdžiui surišto krūvio prietaisas 17.The proposed device for measuring the duration and phase characteristics of one or more ultra-short light pulses comprises a diaphragm 1 which passes through the radiation of the ultra-short light pulse to be measured, passing a radiation divider 2 further directed through the deflecting mirrors 3, 4 and 5 to a nonlinear second harmonic crystal 6 (Fig. 1). The second beam of pulses through the optical delay line consisting of the positioning device 7 with mirrors 8 and 9 mounted thereon, the pointing mirrors 10 and 5 are also directed to a nonlinear second harmonic crystal 6, behind which a neutral filter 11 is disposed along the path 12. a slit 13, a cylindrical lens 14, a spherical lens 15, a filter 16, and a recording device such as a bound charge device 17.
Matuojamojo ultratrumpojo šviesos impulso spinduliuotė, sklidanti per diafragmos 1 kiaurymę, dalikliu 2 padalijama į du vienodų parametrų spinduliuotės impulsus. Gautus du vienodų parametrų, intensyvius ultratrumpųjų šviesos impulsų spinduliuotės pluoštus nukreipiančiaisias veidrodžiais (3, 4, 5,. 8, 9, 10) nukreipia kampu oc <15° į netiesino plono (clmm) kristalo 6 (turinčio efektyvų kvadratinį jautrį (pvz. BBO), sinchronizmo plokštumą. Optinės vėlinimo linijos pozicionavimo įrenginys 7 suderinamas taip, kad abi impulsų spinduliuotės netiesiniame kristale 6 atsirastų vienu metu ir persiklotų erdvėje. Netiesiniame kristale 6 nekolineariai generuojama antrosios harmonikos spinduliuotė filtru 11 susilpninama toliau praeina pro ekraną 12, su plyšiu 13 (plyšio plotis < 200pk), išpjaunančiu siaurą antrosios harmonikos spinduliuotės pluoštą, pakreiptą atžvilgiu antrosios harmonikos generavimo sinchronizmo plokštumos kampu Θ, kur Θ bet koks kampas nuo 0° iki 90° su sąlyga, kad Θ τΌ° ir Θ ^90°. Optinės projektavimo sistemos, susidedančios iš cilindrinio lęšio 14 ir sferinio lęšio 15, išpjautas antrosios harmonikos spinduliuotės pluoštas, praėjęs tik antros harmonikos spinduliuotei laidų filtrą 16, patenka į sferinio lęšio židinio plokštumoje patalpintą registracijos prietaisą 17, pavyzdžiui surišto krūvio prietaisą, kurio įėjime sukuriamas spinduliuotės plokštuminis vaizdas, kur x koordinatėje yra išdėstytos ultratrumpojo šviesos impulso spinduliuotės skleisties kampo vertės, o y koordinatėje - ultratrumpojo šviesos impulso spinduliuotės pluošto plotis. Cilindrinis lęšis (14) x koordinatėje yra paprasta stiklinė plokštelė ir neturi jokio aktyvaus poveikio formuojant sklindančios antros harmonikos spinduliuotės geometriją registracijos plokštumoje (Fig. 2). Tokiu būdu x koordinatėje pasireiškia tik sferinio lęšio (15) poveikis, kuris registracijos plokštumoje išdėsto į jį patenkančias tiesiogiai surištas su ultratrumpo šviesos impulsą sudarančiomis dažnio vertėmis antrosios harmonikos spinduliuotės skleisties kampo vertes, y koordinatėje cilindrinis lęšis 14 veikia kaip sferinis ir tokiu būdu susidaro dviejų sferinių lęšių teleskopas, kuris tiesiogiai perkelia į prietaiso 17 registracijos plokštumą antrosios harmonikos spinduliuotės vaizdą y ašyje, stebimą tuoj už kristalo su tam tikru didinimo ar mažinimo koeficientu, apsprendžiamu lęšių židinių santykio (Fig. 3). Stebimas tuoj už kristalo 6 x koordinatėje (antros harmonikos pluošto plotis) registracijos plokštumoje transformuojamas į y koordinatę. Aprašytas vaizdas gaunamas dėl už kristalo 6 pastatyto ekrano 12 plyšio 13, pakreipto 45° kampu sinchronizmo plokštumai, poveikio. Krentančio į plyšį (13) antrosios harmonikos spinduliuotės pluošto A taškas turi savo dedamąją x koordinatėje, kuri yra ultratrumpojo šviesos impulso trukmės laikinė vertė (Fig. 4). Šis taškas taip pat turi savo dedamąją y koordinatėje. Tokiu būdu A taško y koordinatė turi griežtai apibrėžtą savo laikinę dedamąją x koordinatėje. Perkeltą į registracijos prietaiso 17 plokštuminį vaizdą A taško y koordinatę galima išreikšti per konkrečią, tik jai būdingą laikinę dedamąją x koordinatėje ir tai pritaikius kiekvienam taškui, registracijos plokštuminiame vaizde y koordinatė tampa laiko ašimi, kurioje yra atidėta antrosios harmonikos pluoštelio plotis - ultratrumpojo šviesos impulso trukmė. Tokiu būdu registravimo įtaisas 17 atlieka antrosios harmonikos spinduliuotės skersmens ir skleisties plokštuminį vaizdavimą ir registraciją su tiesioginiu šviesos impulso trukmės ir fazinių charakteristikų skaičiavimu pagal formules:The radiation emitted by the ultrashort light pulse transmitted through the aperture of the diaphragm 1 is divided by the divider 2 into two pulses of equal parameters. The resulting two uniformly directed, intense ultraviolet light pulsed light beams (3, 4, 5, 8, 9, 10) point the non-linear thin (clmm) crystal 6 (e.g., BBO) at an angle α <15 °. Optical delay line positioning device 7 is matched so that both pulses of radiation in nonlinear crystal 6 occur simultaneously and overlap in space. In nonlinear crystal 6, the non-collinear second-harmonic radiation of filter 11 is further attenuated through screen 12, with slot 13 (slit 13). width <200pk), cutting a narrow beam of second harmonics inclined at an angle Θ to the plane of synchronization of the second harmonic, where Θ is any angle from 0 ° to 90 °, provided that Θ τΌ ° and Θ ^ 90 °. consisting of a cylindrical lens 14 and a spherical lens 15 cut out a the second harmonic beam passing only the filter for the second harmonic beam 16 passes into a recording device 17 located in the focal plane of the spherical lens, such as a bonded charge device which generates a radiation planar image at the input, the values of oy coordinate is the width of the beam of ultra-short pulse light. The cylindrical lens (14) in the x-coordinate is a simple glass plate and has no active effect in shaping the geometry of the emitted second harmonic radiation in the registration plane (Fig. 2). Thus, only the effect of the spherical lens (15) exhibits in the registration plane the incident angle values of the second harmonic emitted directly in the recording plane, and the y-axis acts as a spherical lens to form two spherical a lens telescope which directly transmits to the registration plane of the device 17 an image of the second harmonic radiation on the y-axis, observed just behind the crystal with a certain magnification or reduction factor determined by the focal ratio of the lenses (Fig. 3). Observed just behind the crystal in the 6 x coordinate (width of the second harmonic beam) in the registration plane is transformed into the y coordinate. The described image is obtained by the effect of a slit 13 of the screen 12 positioned behind the crystal 6 and inclined at an angle of 45 ° to the plane of synchronism. The point A of the second harmonic beam incident on the slit (13) has its component at the x-coordinate, which is the time value of the ultrashort pulse duration (Fig. 4). This point also has its component in the y coordinate. Thus, the y-coordinate of point A has a strictly defined temporal component of its x-coordinate. Transformed into the recorder 17 plane view, the A-coordinate of the point A can be expressed through a specific, unique component in its x-coordinate and applied to each point, the y-coordinate in the registration plane becomes the time axis of the second harmonic beam width . In this way, the recording device 17 performs a planar imaging and registration of the second harmonic radiation diameter and propagation with direct calculation of the pulse duration and phase characteristics of the light according to the formulas:
τ = 2Κ(Δχ/c)sin(a/2), dt t = By ^A'max θ'1) >τ = 2Κ (Δχ / c) sin (a / 2), dt t = By ^ A 'max θ' 1 )>
kur τ - pradinio impulso trukmė φ (t) - pradinio impulso laikinė fazėwhere τ is the duration of the initial pulse φ (t) is the temporal phase of the initial pulse
Ax - antros harmonikos spinduliuotės pluošto_skersmuo 0,5 lygyje, c - šviesos greitis, a - pradinių šviesos impulsų kritimo į netiesinį kristalą kampas,Ax is the diameter of the beam of the second harmonic radiation at the 0.5 level, c is the speed of light, a is the angle of the incident light pulses falling into the nonlinear crystal,
K - nuo šviesos impulso gaubiamosios formos priklausantis daugiklis, ^sph S*11 2 (ūq - centrinis šviesos impulso spinduliuotės dažnis, Fc į sin yK is the envelope-dependent multiplier of the light pulse, ^ sph S * 11 2 (ūq is the center frequency of the light pulse, F c in sin y
Ėsn/, - sferinio lęšio židinio nuotolis, B = —--, cFsphxan.BSnn /, - focal length of spherical lens, B = —--, cF sph xan.B
Fcyi - cilindrinio lęšio židinio nuotolis,F cy i - focal length of the cylindrical lens,
Θ - ekrano plyšiu išpjaunamas spinduliuotės pluošto polinkio kampas atžvilgiu šviesos impulsų kritimo į kristalą plokštumai, *max - registruojamo maksimalaus antros harmonikos spinduliuotės pluošto skersmens intensyvumo x koordinatė prie fiksuotos y koordinatės.Θ is the slope of the beam in relation to the incident plane of the light pulse to the crystal, cut off by the screen slot, * max is the x coordinate of the maximum intensity of the second beam of the second harmonic beam at a fixed y coordinate.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2004064A LT5203B (en) | 2004-07-08 | 2004-07-08 | Method and device for measuring of phasic characteristics and terms of one or more ultrashort light impulses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2004064A LT5203B (en) | 2004-07-08 | 2004-07-08 | Method and device for measuring of phasic characteristics and terms of one or more ultrashort light impulses |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2004064A LT2004064A (en) | 2005-01-25 |
| LT5203B true LT5203B (en) | 2005-03-25 |
Family
ID=33550357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2004064A LT5203B (en) | 2004-07-08 | 2004-07-08 | Method and device for measuring of phasic characteristics and terms of one or more ultrashort light impulses |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT5203B (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1429801A1 (en) | 1985-08-05 | 1991-12-15 | Inst Fiz An Litssr | Method of measuring parameters of ultrashor light pulse |
| US5530544A (en) | 1992-10-26 | 1996-06-25 | Sandia Corporation | Method and apparatus for measuring the intensity and phase of one or more ultrashort light pulses and for measuring optical properties of materials |
-
2004
- 2004-07-08 LT LT2004064A patent/LT5203B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1429801A1 (en) | 1985-08-05 | 1991-12-15 | Inst Fiz An Litssr | Method of measuring parameters of ultrashor light pulse |
| US5530544A (en) | 1992-10-26 | 1996-06-25 | Sandia Corporation | Method and apparatus for measuring the intensity and phase of one or more ultrashort light pulses and for measuring optical properties of materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2004064A (en) | 2005-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5754292A (en) | Method and apparatus for measuring the intensity and phase of an ultrashort light pulse | |
| US5682262A (en) | Method and device for generating spatially and temporally shaped optical waveforms | |
| Roundy et al. | Current technology of laser beam profile measurements | |
| JP6654948B2 (en) | Method and apparatus for measuring pulse light waveform | |
| US10107692B2 (en) | Device and method for characterization of a light beam to determine space time couplings in the light beam using a two-dimensional interference pattern formed by the light beam and a fourier transform | |
| CN107421910B (en) | Terahertz strong field system of ultrashort pulse pump based on wave surface inclination method | |
| CN111141701A (en) | Rapid super-resolution imaging method and system based on terahertz single pulse | |
| CN104880258B (en) | Ultrashort light pulse near field associates pulse width measure device and measuring method | |
| CN106546333A (en) | HDR Infrared Imaging Spectrometer | |
| JP2008288087A (en) | Beam measuring device, beam measuring method, and pump/probe measuring method using the device | |
| LT5203B (en) | Method and device for measuring of phasic characteristics and terms of one or more ultrashort light impulses | |
| JP3884594B2 (en) | Fluorescence lifetime measuring device | |
| Corsi et al. | Generation of a variable linear array of phase-coherent supercontinuum sources | |
| CN213516040U (en) | Single-shot optical autocorrelation device for analyzing ultrashort laser pulses and optical analysis assembly | |
| JP2000214082A (en) | Measuring apparatus for nonlinear optical response of medium | |
| JP2000283854A (en) | Light track observation device | |
| Shimada et al. | Spectrum shuttle for producing spatially shapable GHz burst pulses | |
| US20240102866A1 (en) | Characterization of a radiation pulse by time-resolved optical gating | |
| CN220399276U (en) | Single-shot terahertz time-domain spectrometer | |
| Vlasov et al. | Ultrashort Pulse Measurement at 1.9 µm Using GRENOUILLE Technique | |
| RU2305259C1 (en) | Method of measurement of ultra-short light pulses' time dependence | |
| WO2009132164A2 (en) | Single-shot optical cross-correlator apparatus and method | |
| JP2011158432A (en) | Apparatus for measuring single-shot terahertz wave time waveform | |
| Naylor | Development and accuracy determination of a two-component Doppler Global Velocimeter (DGV) | |
| Yoo et al. | Single-shot spectral measurement of THz radiation from elliptically focused two-color laser filamentation in air |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20060708 |