RU2057304C1 - Автокоррелятор световых импульсов - Google Patents

Автокоррелятор световых импульсов Download PDF

Info

Publication number
RU2057304C1
RU2057304C1 RU94017383A RU94017383A RU2057304C1 RU 2057304 C1 RU2057304 C1 RU 2057304C1 RU 94017383 A RU94017383 A RU 94017383A RU 94017383 A RU94017383 A RU 94017383A RU 2057304 C1 RU2057304 C1 RU 2057304C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plate
autocorrelator
direct
delay line
variable optical
Prior art date
Application number
RU94017383A
Other languages
English (en)
Other versions
RU94017383A (ru
Inventor
Иван Владимирович Тулин
Original Assignee
Иван Владимирович Тулин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иван Владимирович Тулин filed Critical Иван Владимирович Тулин
Priority to RU94017383A priority Critical patent/RU2057304C1/ru
Publication of RU94017383A publication Critical patent/RU94017383A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2057304C1 publication Critical patent/RU2057304C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к оптике, в частности к устройствам для измерения длительности сверхкоротких лазерных импульсов методом регистрации автокорреляционной функции интенсивности. Применение изобретения позволит упростить конструкцию и юстировку автокоррелятора. Данный результат достигается тем, что в автокорреляторе, содержащем делитель светового пучка, линию переменной оптической задержки, узел совмещения прямого и задержанного пучков, оптически сопряженные с узлом регистрации, делитель светового пучка, линия переменной оптической задержки и узел совмещения прямого и задержанного пучков выполнены в виде плоскопараллельной двулучепреломляющей пластинки, установленной с возможностью поворота ее вокруг оси, перпендикулярной главной плоскости пластинки. 1 ил.

Description

Изобретение относится к оптике, в частности к устройствам для измерения параметров лазерного излучения.
В лазерной технике известны автокорреляторы, предназначенные для измерения длительности сверхкоротких световых импульсов методом регистрации корреляционной функции интенсивности двух импульсов, полученных делением амплитуды исходного импульса, причем один из импульсов следует с регулируемой задержкой [1]
Схема автокоррелятора аналогична схеме интерферометра Майкельсона и содержит делитель светового пучка, линию переменной оптической задержки, вносящую регулируемое запаздывание в один из пучков, узел совмещения прямого и задержанного пучков и приемное устройство, осуществляющее функцию перемножения интенсивностей пучков на основе эффекта генерации второй гармоники в нелинейном кристалле. Известные схемы автокорреляторов различаются устройством линии задержки.
Недостатком известных автокорреляторов является сложность конструкции и настройки, связанная с необходимостью точной взаимной юстировки всех элементов схемы.
Наиболее близким к заявляемому устройству является принятый за прототип автокоррелятор [2] Прототип содержит делитель пучка, выполненный в виде полупрозрачного зеркала, два концевых отражателя, один из которых может поступательно перемещаться, образуя линию переменной оптической задержки, и приемное устройство. Два пучка, полученные после делителя, отражаются от концевых отражателей, совмещаются на полупрозрачном зеркале по сечению и направлению и направляются на приемное устройство.
Недостатком прототипа, как и других автокоррелятором, является сложность конструкции и юстировки схемы.
Задача, которая решалась при разработке заявляемого устройства, заключалась в том, чтобы разделить исходный пучок на два и внести заданное запаздывание одного пучка относительно другого, оставляя их пространственно совмещенными. Результатом этого явилось бы существенное упрощение конструкции и юстировки автокоррелятора.
Указанный результат достигается в автокорреляторе световых импульсов, содержащем делитель светового пучка, линию переменной оптической задержки, узел совмещения прямого и задержанного пучков, оптически сопряженные с узлом регистрации, отличающемся тем, что делитель светового пучка, линия переменной оптической задержки и узел совмещения прямого и задержанного пучков выполнены в виде плоскопараллельной двулучепреломляющей пластинки, установленной с возможностью поворота ее вокруг оси, перпендикулярной главной плоскости пластинки.
Сущность изобретения заключается в том, что деление светового пучка на два и задержка одного пучка относительно другого реализуются в двулучепреломляющей пластинке, при этом один пучок является обыкновенной волной, а другой необыкновенной, каждая из волн распространяется со своей групповой скоростью. Величина относительной задержки зависит от угла между оптической осью пластинки и осью пучка и меняется при повороте пластинки. Вышедшие из пластинки пучки совмещены и имеют заданную относительную задержку; пучки поляризованы в ортогональных плоскостях. В конструкции автокоррелятора отсутствуют сложные юстировочные узлы, максимально упрощена линия задержки, величина задержки может устанавливаться и контролироваться с высокой точностью.
На чертеже показана оптическая схема устройства.
На схеме и в тексте приняты следующие обозначения:
1 оптическая ось пучка,
2 плоскопараллельная двулучепреломляющая пластинка,
3 приемное устройство.
Устройство состоит из расположенных на оптической оси пучка 1 подвижной двулучепреломляющей пластинки 2 и приемного устройства 3. Пластинка 2 совмещает в себе функции делителя пучка, линии переменной оптической задержки и узла совмещения пучков. Примем для определенности, что главная плоскость пластинки 2 горизонтальна. Пластинка 2 может поворачиваться вокруг оси О-О, перпендикулярной к главной плоскости пластинки 2. Плоскость поляризации пучка на входе в устройство наклонена под углом 45о к главной плоскости пластинки 2.
Изобретение осуществляется следующим образом.
Падающее на пластинку 2 излучение делится в пластинке 2 на две волны, обыкновенную и необыкновенную, поляризованные соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Каждая из волн распространяется со своей групповой скоростью. На выходе из пластинки 2 задержка одной волны относительно другой составляет
τ3
Figure 00000001
-
Figure 00000002
sin2Φ
где r толщина пластинки 2 вдоль оси пучка 1;
с скорость света;
Δ η ηo ηe разность показателей преломления для обыкновенной и необыкновенной волн;
λ длина волны излучения;
Φ угол между оптической осью пластинки 2 и оптической осью пучка 1 в пластинке 2.
Два импульса на выходе из пластинки 2 имеют одинаковую амплитуду, совмещены по сечению и направлению распространения и имеют относительный временной сдвиг τ3.
При вращении пластинки 2 вокруг оси О-О задержка периодически изменяется от нуля, когда оптическая ось пластинки 2 и ось пучка 1 совпадают (Φ=0), до максимальной величины, когда указанные оси перпендикулярны друг другу (Φ= 90о), что позволяет регистрировать автокорреляционную функцию светового импульса за каждый оборот пластинки 2.
Два пучка, прошедшие пластинку 2, поляризованы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Если в приемном устройстве 3 для генерации второй гармоники используется 2-ой тип взаимодействия, ось нелинейного кристалла ориентируется в вертикальной или горизонтальной плоскостях, если используется 1-ый тип взаимодействия, ось кристалла ориентируется в плоскости, наклоненной под углом 45о к указанным плоскостям.
Для измерения длительности спектрально-ограниченных импульсов могут использоваться автокорреляторы с регистрацией корреляционной функции амплитуд (интенсивности интерференции прямого и задержанного импульсов). В этом случае генератор второй гармоники не используется, а для обеспечения интерференции прямого и задержанного импульсов перед приемником излучения 3 устанавливается соответствующим образом ориентированный анализатор.
По данному техническому решению были проведены расчеты величины относительной задержки между импульсами и уширения импульсов за счет дисперсии групповых скоростей в материале пластинки. Расчеты проводились для группы кристаллов, широко используемых в нелинейной оптике. Расчеты показывают, что при толщине пластинки 2-5 мм (кристаллы ВВО, DKDP) задержка достигает 600 Фс при уширении импульсов менее 10 Фс в диапазоне длин волн 1,1-1,3 мкм. В данном спектральном диапазоне работает фемтосекундный лазер на форстерите с примесью ионов хрома (Сr4+:Mg2SiO4).
Проведенные эксперименты подтвердили работоспособность и расчетные характеристики устройства.

Claims (1)

  1. АВТОКОРРЕЛЯТОР СВЕТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий делитель светового пучка, линию переменной оптической задержки, узел совмещения прямого и задержанного пучков, оптически сопряженные с узлом регистрации, отличающийся тем, что делитель светового пучка, линия переменной оптической задержки и узел совмещения прямого и задержанного пучков выполнены в виде плоскопараллельной двулучепреломляющей пластинки, установленной с возможностью поворота ее вокруг оси, перпендикулярной главной плоскости пластинки.
RU94017383A 1994-05-18 1994-05-18 Автокоррелятор световых импульсов RU2057304C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94017383A RU2057304C1 (ru) 1994-05-18 1994-05-18 Автокоррелятор световых импульсов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94017383A RU2057304C1 (ru) 1994-05-18 1994-05-18 Автокоррелятор световых импульсов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94017383A RU94017383A (ru) 1996-01-20
RU2057304C1 true RU2057304C1 (ru) 1996-03-27

Family

ID=20155825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94017383A RU2057304C1 (ru) 1994-05-18 1994-05-18 Автокоррелятор световых импульсов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2057304C1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Ахманов С.А., Вислоух В.А. и Чиркин А.С. Оптика фемтосекундных импульсов, М.: Наука, 1988, с.280. 2. Модель АС-150 фирмы Clark Instrumentation, Inc., Rochester, USA, рекламный проспект "Autocorrelator / Pumpprobe Scanner", 1991. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Froehly et al. II shaping and analysis of picosecond light pulses
CN102636272B (zh) 基于瞬态光栅效应的飞秒激光脉冲测量的方法与装置
US5647032A (en) Interferometers for measuring coherence length and high-speed switching of laser light
CN104730279B (zh) 一种啁啾脉冲速度干涉仪
US4472053A (en) Method and apparatus for measuring the duration of optical radiation pulses
US7800755B1 (en) High-speed polarimeter having a multi-wavelength source
CN101216350B (zh) 高功率超短激光脉冲对比度测量装置及测量方法
JP5277530B2 (ja) 光学遅延器械及び光学遅延器械を備える光学測定装置
US6204926B1 (en) Methods and system for optically correlating ultrashort optical waveforms
CN101498589A (zh) 一种在光学测量中实现光程四倍增的方法及其装置
NO168392B (no) Fasekonjugert reflekterende media
US3675985A (en) Optical autocorrelator for autocorrelating picosecond optical pulses
US2540780A (en) Ultraviolet spectrophotometer
RU2057304C1 (ru) Автокоррелятор световых импульсов
RU2057357C1 (ru) Автокоррелятор световых импульсов
RU2057358C1 (ru) Автокоррелятор световых импульсов
Bertolotti et al. Reversing-front interferometer for phase-correlation measurements in the turbulent atmosphere
US6266145B1 (en) Apparatus for measurement of an optical pulse shape
US4145607A (en) System and method for shaping pulses of optical radiation
US20040141180A1 (en) Autocorrelator based on triangle delay line and grating delay line
US3602718A (en) Means for measuring the duration of very short light pulses,such as laser pulses
Arakelian et al. Comments on the picosecond pulse width measurement by the single-shot second harmonic beam technique
US3639062A (en) Spectrometric instrument with transposition of ray paths
CA1153578A (en) Device for birefringence measurements using three selected sheets of scattered light (isodyne selector, isodyne collector, isodyne collimator)
Wyant A simple interferometric MTF instrument