專利名稱：單發(fā)次超短激光脈沖對比度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超短脈沖測試領(lǐng)域，主要涉及一種單發(fā)次超短激光脈沖對比度測量裝置。
背景技術(shù)：
目前，測量重復(fù)頻率10Hz以上、能量穩(wěn)定輸出的超短脈沖對比度主要采用掃描式三階自相關(guān)儀，但當(dāng)脈沖放大到焦耳量級，強(qiáng)度達(dá)到PW量級時(shí)，打靶周期長，重復(fù)率就會降低到單次，對于此類單次運(yùn)行的超強(qiáng)激光裝置，不能采用掃描方式，必須采用單發(fā)次實(shí)時(shí)測量。名稱為"高功率超短激光脈沖對比度測量裝置"的中國實(shí)用新型專利(專利號ZL200720077677)可以測量單次超短激光脈沖對比度，其將倍頻光分成具有一定時(shí)間延遲、強(qiáng)度減弱的幾束倍頻光并行地與基頻光通過凸透鏡進(jìn)入BB0混頻晶體產(chǎn)生三階自相關(guān)信號，這樣測試到的三階自相關(guān)信號只能是幾個(gè)離散的點(diǎn)，不能反映對比度的詳細(xì)信息。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)中超短激光脈沖對比度測量方法中的不足，本發(fā)明提供一種單發(fā)次超短激光脈沖對比度測量裝置。 本發(fā)明的單發(fā)次超短激光脈沖對比度測量裝置，所述裝置的光路為，被測的平行激光束經(jīng)過第一半透半反鏡后將光變成透射光和反射光，透射光束依次經(jīng)過直角棱鏡、第一反射鏡、二倍頻晶體、濾光片和半波片，反射光束經(jīng)過第二反射鏡后，兩束光以位相匹配角入射到和頻晶體上產(chǎn)生三階自相關(guān)信號，三階自相關(guān)信號經(jīng)第一濾波片和刀口遮擋濾波后用第二半透半反鏡將光分成兩束，一束光依次經(jīng)過第一衰減片、第一柱面透鏡和第二濾光片后進(jìn)入第一 CCD，另外一束光依次經(jīng)過遮擋片、第二衰減片、第二柱面透鏡和第三濾光片后進(jìn)入第二 CCD，第一 CCD和第二 CCD對三階自相關(guān)信號分布的主峰和主峰外的區(qū)域分別進(jìn)行測試。 本發(fā)明中，通過調(diào)節(jié)其位置保證由半透半反鏡分成的透射光和反射光分別經(jīng)過不同路徑到達(dá)和頻晶體的光程相等，可以采用其它光延遲可調(diào)裝置，如兩個(gè)呈45。放置的反射鏡。 采用兩個(gè)CCD對得到的三階自相關(guān)信號光強(qiáng)分布較強(qiáng)區(qū)域和其之外的區(qū)域分別進(jìn)行衰減測試，并根據(jù)標(biāo)定的特征點(diǎn)位置進(jìn)行圖形拼接重構(gòu)，即可得到超短脈沖對比度較的連續(xù)信息。 采用兩個(gè)CCD分別對三階自相關(guān)信號強(qiáng)區(qū)域及其之外區(qū)域分別測試，也可以采用三個(gè)CCD將三階自相關(guān)信號按照強(qiáng)度分布分三個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行測試，增大測試動(dòng)態(tài)范圍。
本發(fā)明的有益效果是，采用兩個(gè)CCD對三階自相關(guān)信號光強(qiáng)分布較強(qiáng)區(qū)域和其之外的區(qū)域分別進(jìn)行衰減測試，根據(jù)標(biāo)定的特征點(diǎn)位置進(jìn)行圖形拼接重構(gòu)，實(shí)際的信號灰度值為測量到的信號灰度值乘上衰減片的衰減倍率，所以該測量裝置可以獲得連續(xù)的相關(guān)信號強(qiáng)度分布信息，可測試單發(fā)次超短脈沖對比度達(dá)到 106左右。


圖1是本發(fā)明的光路結(jié)構(gòu)示意圖 圖中，l.第一半透半反鏡2.直角棱鏡3.第一反射鏡4.倍頻晶體5.第一濾光片6.半波片7.第二反射鏡8.和頻晶體9.第二濾光片IO.刀口 11.第二半透半反鏡 12.第一衰減片13.第一柱面透鏡 14.第三濾光片15.第一 CCD 16.遮擋片17.第二衰減片18.第二柱面透鏡19第四濾光片20.第二CCD
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。 圖1中，本發(fā)明的裝置中，波長為1064nm，偏振態(tài)為水平的被測平行激光束入射到第一半透半反鏡l，半透半反鏡1把入射光變成透射光和反射光，透射的被測平行激光束先經(jīng)過一個(gè)作為光延遲可調(diào)裝置的直角棱鏡2，直角棱鏡2的作用是保證由半透半反鏡1分成的透射光和反射光經(jīng)過不同路徑到達(dá)和頻晶體8之前的光程相等，由直角棱鏡2出射的光進(jìn)入第一反射鏡3和I類匹配的KDP倍頻晶體4上，產(chǎn)生波長為532nm的二倍頻光，二倍頻光用第一濾光片5將剩余的基頻光去除，再經(jīng)過半波片6將其偏振態(tài)由垂直偏振轉(zhuǎn)變?yōu)樗狡?，反射的被測平行激光束經(jīng)過第二反射鏡7反射；波長為1064nm和532nm的激光分別以入射角IO.O。和20.4°入射到匹配角為90。、切割角為45。、厚度為8mm的KDP和頻晶體8上，產(chǎn)生355nm的三階自相關(guān)信號，為了減少背景光，在和頻晶體后依次用第二濾光片9和刀口 10遮擋濾波，只讓沿三階自相關(guān)信號出射的光通過；三階自相關(guān)信號經(jīng)第二半透半反鏡11分成兩束，一束光依次經(jīng)過第一衰減片12、第一柱面透鏡13和第三濾光片14，進(jìn)入第一 CCD15 ;第一衰減片12衰減入射到第一 CCD15上的光強(qiáng)，第一柱面透鏡13將光沿一個(gè)方向會聚，第三濾光片14去除雜散光，第一 CCD15位于第一柱面透鏡13的焦面上，對三階自相關(guān)信號強(qiáng)區(qū)域的強(qiáng)度分布進(jìn)行測試；另外一束光依次經(jīng)過遮擋片16、第二衰減片17、第二柱面透鏡18和第四濾光片19，進(jìn)入第二CCD20 ;遮擋片16將自相關(guān)信號強(qiáng)區(qū)域的光遮擋，使主峰的光強(qiáng)不進(jìn)入第二 CCD20，第二衰減片17衰減入射到第二 CCD20上的光強(qiáng)，第二柱面透鏡18將光沿一個(gè)方向會聚，第四濾光片19去除雜散光，第二CCD20位于第二柱面透鏡18的焦面上，對三階自相關(guān)信號分布強(qiáng)區(qū)域之外的強(qiáng)度分布進(jìn)行測試；采用第一衰減片12和第二衰減片17分別衰減第一 CCD15和第二 CCD20的信號灰度到上述兩個(gè)CCD線性響應(yīng)范圍內(nèi)；第三濾光片14緊靠第一CCD15，第四濾光片19緊靠第二CCD20，盡量減少進(jìn)入上述兩個(gè)CCD的雜散光；采用第一柱面透鏡13和第二柱面透鏡18的作用是增加入射到第一 CCD15和第二 CCD20的光強(qiáng)度，提高探測信號水平。 測試前，先對兩個(gè)CCD的空間位置進(jìn)行標(biāo)定，之后在裝置中所有光學(xué)元件和CCD不動(dòng)的情況下放置遮擋片，遮擋片遮擋光強(qiáng)分布中心；數(shù)據(jù)處理時(shí)，用測量到的信號灰度值乘上衰減片的衰減倍率，對兩個(gè)CCD采集到的圖形拼接時(shí)根據(jù)標(biāo)定的特征點(diǎn)位置對齊，將兩個(gè)CCD探測到的光斑信息經(jīng)圖像處理后進(jìn)行重構(gòu)，不同強(qiáng)度分布區(qū)域的光斑拼接而得到相關(guān)信號較完整分布。
權(quán)利要求
一種單發(fā)次超短激光脈沖對比度測量裝置，其特征是，所述裝置中的光路為，被測的平行激光束經(jīng)過第一半透半反鏡(1)后將光變成透射光和反射光，透射光依次經(jīng)過作為光延遲可調(diào)裝置的直角棱鏡(2)、第一反射鏡(3)、二倍頻晶體(4)、第一濾光片(5)和半波片(6)，反射光經(jīng)過第二反射鏡(7)，兩束光以位相匹配角入射到和頻晶體(8)上產(chǎn)生三階自相關(guān)信號，三階自相關(guān)信號經(jīng)第二濾波片(9)和刀口(10)遮擋濾波后用第二半透半反鏡(11)將光分成兩束，一束光依次經(jīng)過第一衰減片(12)、第一柱面透鏡(13)和第三濾光片(14)后進(jìn)入第一CCD(15)對三階自相關(guān)信號分布強(qiáng)區(qū)域光強(qiáng)進(jìn)行測試；另外一束光依次經(jīng)過遮擋片(16)、第二衰減片(17)、第二柱面透鏡(18)和第四濾光片(19)后進(jìn)入第二CCD(20)對三階自相關(guān)信號分布強(qiáng)區(qū)域之外區(qū)域光強(qiáng)進(jìn)行測試。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單發(fā)次超短激光脈沖對比度測量裝置，其特征是，所述的直角棱鏡采用兩個(gè)呈45。放置的反射鏡替代。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種單發(fā)次超短激光脈沖對比度測量裝置。所述裝置的光路為，被測的平行激光束經(jīng)過第一半透半反鏡后將光變成透射光和反射光，透射光依次經(jīng)過直角棱鏡、第一反射鏡、二倍頻晶體、濾光片和半波片，反射光經(jīng)過第二反射鏡，兩束光以位相匹配角入射到和頻晶體上產(chǎn)生三階自相關(guān)信號，三階自相關(guān)信號經(jīng)第一濾波片和刀口遮擋濾波后用第二半透半反鏡將光分成兩束，一束光依次經(jīng)過第一衰減片、第一柱面透鏡和第二濾光片后進(jìn)入第一CCD，另外一束光依次經(jīng)過遮擋片、第二衰減片、第二柱面透鏡和第三濾光片后進(jìn)入第二CCD，兩個(gè)CCD對三階自相關(guān)信號分布的主峰和主峰外的區(qū)域分別進(jìn)行測試。本發(fā)明可以獲得連續(xù)的相關(guān)信號強(qiáng)度分布信息，可測試單發(fā)次超短脈沖對比度達(dá)到～106左右。
文檔編號G01J11/00GK101762332SQ200910263670
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者傅學(xué)軍, 劉華, 夏彥文, 孫志紅, 彭志濤, 徐隆波, 王芳 申請人:中國工程物理研究院激光聚變研究中心