激光信噪比探测装置

摘要

本发明涉及一种激光信噪比探测装置，包括光源、分束镜、扩束器、单脉冲光延迟器、光克尔介质以及探测器；分束镜设置于光源的输出光路上，并将光源分为快门光以及信号光；扩束器设置于分束镜所分出的信号光的输出光路上；单脉冲光延迟器设置于扩束器的输出光路上；光克尔介质设置于单脉冲光延迟器的输出光路和分束镜所分出的快门光的输出光路在空间相交叉的位置上；探测器和光克尔介质相连。本发明提供了一种可探测激光主脉冲之前和之后上百皮秒的信噪比、可对单脉冲激光信噪比进行探测、可进行重复频率的激光脉冲信噪比测量的激光信噪比探测装置。

权利要求

1.一种激光信噪比探测装置，其特征在于：所述激光信噪比探测装置包括光源、分束镜、扩束器、单脉冲光延迟器、光克尔介质以及探测器；所述分束镜设置于光源的输出光路上，并将光源分为快门光以及信号光；所述扩束器设置于分束镜所分出的信号光的输出光路上；所述单脉冲光延迟器设置于扩束器的输出光路上；所述光克尔介质设置于单脉冲光延迟器的输出光路和分束镜所分出的快门光的输出光路在空间相交叉的位置上；所述探测器和光克尔介质相连。

2.根据权利要求1所述的激光信噪比探测装置，其特征在于：所述激光信噪比探测装置还包括数据处理系统，所述数据处理系统与探测器相连。

3.根据权利要求1或2所述的激光信噪比探测装置，其特征在于：所述激光信噪比探测装置还包括挡光板，所述挡光板设置于分束镜所分出的快门光通过光克尔介质后的输出光路上。

4.根据权利要求3所述的激光信噪比探测装置，其特征在于：所述光源是激光光源。

5.根据权利要求4所述的激光信噪比探测装置，其特征在于：所述扩束器的透镜上镀有增透膜。

6.根据权利要求5所述的激光信噪比探测装置，其特征在于：所述探测器是CCD探测器或面阵探测器。

7.根据权利要求6所述的激光信噪比探测装置，其特征在于：所述CCD探测器是可制冷的CCD探测器。

说明书

激光信噪比探测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种激光信噪比探测装置。

背景技术

[0002] 超短激光目前已经在很多领域得到了广泛应用，要想很好地应用超短激光脉冲，需要对超短激光脉冲的信噪比进行测量分析。目前，超短脉冲信噪比的测量方法主要有两种：一种采用高速示波器加硅光电二极管的方法测量纳秒级信噪比，可测量几百皮秒到几个纳秒光脉冲的信噪比；另一种是采用三阶自相关仪测量皮秒级激光的信噪比，但是这两种测量方法主要有以下不足：

[0003] 1.无法探测激光主脉冲之前和之后上百皮秒的信噪比。由于示波器和光电二极管响应速度的限制以及三阶自相关仪响应等限制，它们主要是针对主脉冲在比较小的时间尺度上进行探测，对于激光主脉冲之前和之后上百皮秒的信噪比无法探测。

[0004] 2.无法对单脉冲激光信噪比进行探测。不论是高速示波器加硅光电二极管的方法还是三阶自相关仪的方法，它们只能对重复频率的超短脉冲信噪比进行探测，对于单次激光脉冲信噪比无能为力。

[0005] 3.精确性差。这两种方法在测量过程中需要激光器非常稳定，否则信噪比比较低，精确性差。

发明内容

[0006] 为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可探测激光主脉冲之前和之后上百皮秒的信噪比、可对单脉冲激光信噪比进行探测、可进行重复频率的激光脉冲信噪比测量的激光信噪比探测装置。

[0007] 本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种激光信噪比探测装置，其特殊之处在于：所述激光信噪比探测装置包括光源、分束镜、扩束器、单脉冲光延迟器、光克尔介质以及探测器；所述分束镜设置于光源的输出光路上，并将光源分为快门光以及信号光；所述扩束器设置于分束镜所分出的信号光的输出光路上；所述单脉冲光延迟器设置于扩束器的输出光路上；所述光克尔介质设置于单脉冲光延迟器的输出光路和分束镜所分出的快门光的输出光路在空间相交叉的位置上；所述探测器和光克尔介质相连。

[0008] 上述激光信噪比探测装置还包括数据处理系统，所述数据处理系统与探测器相连。

[0009] 上述激光信噪比探测装置还包括挡光板，所述挡光板设置于分束镜所分出的快门光通过光克尔介质后的输出光路上。

[0010] 上述光源是激光光源。

[0011] 上述扩束器是高质量的扩束器。

[0012] 上述探测器是CCD探测器或面阵探测器。

[0013] 上述CCD探测器是可制冷的CCD探测器。

[0014] 本发明的优点是：

[0015] 1、可探测激光主脉冲之前和之后上百皮秒的信噪比。本发明由于采用了单脉冲光延迟器，使得单次光脉冲在空间上按时间顺序展开，经过一个由激光选通的光克尔快门选通后，由CCD或其他的面阵探测器对光脉冲进行探测，获取单脉冲激光主脉冲之前和之后上百皮秒的信噪比。

[0016] 2、可实现单脉冲信噪比测量。目前国际上所有的探测装置都是对重复频率的激光脉冲信噪比探测，而无法对单脉冲信噪比测量。本发明采用单脉冲延时器和光克尔快门选通技术实现了对单脉冲信噪比的探测。

[0017] 3、可以进行重复频率的激光脉冲信噪比测量。本发明不仅可以进行单脉冲激光信噪比的测量，也可以进行重复频率的激光脉冲信噪比测量，将探测光路中的单脉冲光延迟器移出光路就可以了。

[0018] 4、使用方便，测量结果直观。本发明可将时间信息转换到空间来探测，从图像很直观地观察到激光脉冲长时间尺度上的信噪比信息。

附图说明

[0019] 图1为本发明的结构示意图；

[0020] 图2为本发明较佳的结构示意图。

[0021] 具体实施方式

[0022] 参见图1，本发明提供了一种激光信噪比探测装置，该激光信噪比探测装置包括光源1、分束镜7、扩束器2、单脉冲光延迟器3、光克尔介质4以及探测器5；分束镜7设置于光源1的输出光路上，并将光源1分为快门光以及信号光；扩束器2设置于分束镜7所分出的信号光的输出光路上；单脉冲光延迟器3设置于扩束器2的输出光路上；光克尔介质4设置于单脉冲光延迟器3的输出光路和分束镜7所分出的快门光的输出光路在空间相交叉的位置上；探测器5和光克尔介质4相连。

[0023] 激光信噪比探测装置还包括数据处理系统6与挡光板8，数据处理系统6与探测器5相连，挡光板8设置于分束镜7所分出的快门光通过光克尔介质4后的输出光路上。

[0024] 光源1是激光光源。扩束器2是高质量的扩束器，该高质量的扩束器是透镜上镀有增透膜，尽可能地减少激光能量损失；保证光束质量不发生变化。

[0025] 探测器5是CCD探测器或面阵探测器，如OMA等都可以实现本发明的目标，探测器5用来检测信号光。CCD探测器是可制冷的CCD探测器。

[0026] 只有当一束快门光入射到光克尔介质4，才起到光克尔快门的作用，形成光克尔快门。

[0027] 参见图2，BS是一个分束镜7，D1是一个圆形光阑，P1、P2、P3是三个偏振器，其中P1和P2正交放置，P3与P1以45度角放置，D2是一个狭缝，D3是一个单脉冲光延迟器3，L1和L2是两个透镜，Kr是光克尔介质4，M1、M2、M3是三个高反镜(针对激光波长)，Pr是一个直角棱镜，L3是一个透镜，B是一个挡光板8。

[0028] 激光1经分束镜BS 7后，分成两束光，信号光和快门光，快门光通过光克尔介质4后打开光克尔快门，信号光作为探测光束。探测器5用来检测信号光。快门光经过高反镜M1、M2，直角棱镜Pr，M3和偏振器P3后，由透镜L3聚焦到光克尔介质Kr 4，用来打开快门，其后的光被一个挡光板B挡住；探测光经光阑D1整形后，经过一个偏振器P1(起偏)，到达一个高质量的扩束器2，扩束器是必需的，是为单脉冲光延迟器提供大空间范围的激光束，扩束后的光经过一个狭缝选出一部分光，这部分细长的光束经过单脉冲光延迟器D3将光在空间上按时间顺序排列，带有时间序列的光束经过透镜L1聚焦到光克尔介质4与快门光在光克尔介质中交叉重叠，光克尔快门选通后的探测光经透镜L2和偏振器P2(检偏)后，由一个带制冷的CCD进行探测。通过数据处理系统，将CCD探测到的信号由空间转换为时间，根据前述的时间到空间的转换，编写程序将空间信息逆变化回时间信息，这样就探测出了激光的信噪比。