專(zhuān)利名稱(chēng):超快變電場(chǎng)的測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明是一種用于測(cè)量超快變電場(chǎng)和光脈沖隨時(shí)間變化的測(cè)量系統(tǒng)。
已有技術(shù)中，美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)4472053敘述了一種測(cè)量系統(tǒng)是由短脈沖發(fā)射光源(也是被測(cè)量的光脈沖信號(hào))，擴(kuò)束器、微分時(shí)間延遲單元，成像系統(tǒng)、分束器，分成的兩束光分別通過(guò)空間反轉(zhuǎn)器和可變時(shí)間延遲補(bǔ)償器，非線性介質(zhì)和探測(cè)顯示裝置。這種測(cè)量系統(tǒng)只能用來(lái)測(cè)量光脈沖的持續(xù)時(shí)間，而不能測(cè)量電脈沖(即超快變電場(chǎng))。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠測(cè)量超快變電場(chǎng)隨時(shí)間的變化，也可以測(cè)量光脈沖隨時(shí)間的變化，測(cè)量的時(shí)間分辨率高于10-12秒的測(cè)量系統(tǒng)。
本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)由這九個(gè)部分超短脈沖發(fā)射光源、擴(kuò)束器、微分時(shí)間延遲器、聚焦系統(tǒng)、電光開(kāi)關(guān)、成像系統(tǒng)、探測(cè)顯示裝置、被測(cè)脈沖信號(hào)和同步裝置組成。
它的特征是在聚焦系統(tǒng)和成像系統(tǒng)之間，放入由起偏振器，普克爾盒和檢偏振器組成的電光開(kāi)關(guān)，被測(cè)量的脈沖信號(hào)加在電光開(kāi)關(guān)上。由超短脈沖發(fā)射光源發(fā)射的光脈沖是做為測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)光束。由同步裝置控制，當(dāng)基礎(chǔ)光束的光脈沖剛好到達(dá)普克爾盒的同時(shí)將被測(cè)脈沖信號(hào)加于普克爾盒內(nèi)。
由超短脈沖發(fā)射光源發(fā)射的基礎(chǔ)光束經(jīng)過(guò)擴(kuò)束器橫向擴(kuò)束后，照射到微分時(shí)間延遲器上，光束被衍射，形成與光束垂直方向上的延遲是遞增的。再經(jīng)過(guò)聚焦系統(tǒng)和起偏振器將偏振光束會(huì)聚在普克爾盒內(nèi)。被普克爾盒電場(chǎng)調(diào)制的光束，由成像系統(tǒng)成像在探測(cè)顯示裝置的探測(cè)器接收面上。呈現(xiàn)在探測(cè)器接收面上的是光能量分布。此光能量分布與普克爾盒上的電場(chǎng)有關(guān)。對(duì)于基礎(chǔ)光束光脈沖的寬度很窄時(shí)，從理論推導(dǎo)上也可知，探測(cè)器接收面上的光能量分布曲線恰是加在電光開(kāi)關(guān)上的被測(cè)量的脈沖信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線。因此顯示裝置上顯示的波形也就是被測(cè)脈沖信號(hào)隨時(shí)間變化的波形。這里的被測(cè)脈沖信號(hào)、或者是超快變電場(chǎng)或者是光脈沖信號(hào)。
所說(shuō)的探測(cè)器是能量探測(cè)器，或者選用二極管列陣，或者選用光學(xué)多通道分析儀(OMA)，或者選用電荷耦合器件(CCD)。
測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間分辨率取決于普克爾盒的性能和基礎(chǔ)光束光脈沖的寬度?；A(chǔ)光束的光脈沖寬度越窄，系統(tǒng)測(cè)量的時(shí)間分辨率就越高。目前，超短脈沖激光器的光脈沖寬度已經(jīng)可以做到10-14秒的量級(jí)。因此，本發(fā)明系統(tǒng)選用超短脈沖激光器作為基礎(chǔ)光束的發(fā)射光源、則系統(tǒng)測(cè)量的時(shí)間分辨率可以達(dá)到10-14秒，只少能夠達(dá)到10-12秒。
本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是1.本測(cè)量系統(tǒng)能夠測(cè)量超快變電場(chǎng)和光脈沖隨時(shí)間的變化。
2.測(cè)量的時(shí)間分辨率高于10-12秒。
3.由于測(cè)量系統(tǒng)采用的是測(cè)能量分布的探測(cè)器，因此選用探測(cè)顯示裝置時(shí)不受響應(yīng)時(shí)間的限制。
圖(一)是測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方框圖。其中1-為超短脈沖發(fā)射光源，2-擴(kuò)束器，3-微分時(shí)間延遲器，4-聚焦系統(tǒng)，5-電光開(kāi)關(guān)，6-成像系統(tǒng)，7-探測(cè)顯示裝置，8-被測(cè)脈沖信號(hào)，9-同步裝置。
圖(二)、測(cè)量系統(tǒng)的光路圖其中10-起偏振器，11-普克爾盒，12-檢偏振器。
實(shí)施例如圖(一)、圖(二)所示。
超短脈沖發(fā)射光源選用了一臺(tái)超短脈沖鎖模激光器，它帶有單脈沖選擇器，可以輸出單個(gè)的脈沖寬度為5×10-14秒的光脈沖。其中擴(kuò)束器選用一塊作為斜劈橫向擴(kuò)束的楔形棱鏡，微分時(shí)間延遲器選用的是一塊衍射光柵，選用會(huì)聚透鏡L1和成像透鏡L2分別為聚焦系統(tǒng)和成像系統(tǒng)。
電光開(kāi)關(guān)由起偏振器，普克爾盒和檢偏振器組成。選用二塊格蘭棱鏡分別做為起偏振器和檢偏振器。普克爾盒的晶體選用鈮酸鋰晶體，普克爾盒的電極為同軸結(jié)構(gòu)，探測(cè)器選用的是二極管列陣。
上述測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)得被測(cè)脈沖信號(hào)隨時(shí)間變化的波形、時(shí)間分辨率可達(dá)到5×10-14秒。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量超快變電場(chǎng)的測(cè)量系統(tǒng)，由超短脈沖發(fā)射光源、擴(kuò)束器、微分時(shí)間延遲器，成像系統(tǒng)和探測(cè)顯示裝置組成，其特征在于在聚焦系統(tǒng)和成像系統(tǒng)之間放入由起偏振器、普克爾盒和檢偏振器組成的電光開(kāi)關(guān)，被測(cè)脈沖信號(hào)加在電光開(kāi)關(guān)上，超短脈沖發(fā)射光源發(fā)射的光脈沖作為基礎(chǔ)光束，由同步裝置控制基礎(chǔ)光束的光脈沖到達(dá)普克爾盒的同時(shí)將被測(cè)脈沖信號(hào)加于普克爾盒內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種超快變電場(chǎng)的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于普克爾盒的晶體最好選用鈮酸鋰晶體。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明提供一種超快變電場(chǎng)的測(cè)量系統(tǒng)。其特征是在聚焦系統(tǒng)和成像系統(tǒng)之間放入由起偏振器、普克爾盒和檢偏振器組成的電光開(kāi)關(guān)。被測(cè)脈沖信號(hào)加在電光開(kāi)關(guān)上。超短脈沖發(fā)射光源發(fā)射一束光脈沖作為基礎(chǔ)光束，由同步裝置控制基礎(chǔ)光束光脈沖和被測(cè)脈沖信號(hào)在電光開(kāi)關(guān)內(nèi)相遇。成像在探測(cè)器接收面上的光能量分布曲線就是被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線。本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)能夠測(cè)量超快變電場(chǎng)和光脈沖隨時(shí)間變化的波形、測(cè)量的時(shí)間分辨率高于10
文檔編號(hào)G01R29/00GK87101030SQ87101030
公開(kāi)日1988年11月9日 申請(qǐng)日期1987年4月30日
發(fā)明者高福源, 陳淑琴 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所, 陳淑琴, 支婷婷, 陳蘭榮, 邱佩華導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan