Способ измерения параметров пикосекундных оптических импульсных сигналов Советский патент 1983 года по МПК G01R29/02 

11 Изобретение относится к эксперимеи- тппьной физике и прсцназначено цля иэ.мерения и регистрации амппитуцных и временных параметров импульсов пазер ного изпучения в широком, циапазоне цгштепьностей. Известен способ измерения параметров импульсов светового изпучения, основанный на преобразовании оптического сигнала, например, с помоихью фотоприемника типа ФЭК в электрической, который по коаксиальному кабелю поцают на запуск развертки электроннолучевой трубки (ЭЛТ), а через электрическую пинию задержки - на. вкоц отклоняк « щей системы ЭЛТ. Наблюдаемый на Э1фане ЭЛТ сигнал регистрируют фотоприставкой l| . Этот способ имеет низкую разрешак « щую способность, Известен также способ измерения параметров оптических импульсных сигна пов, распределенных во времени и пространстве, основанный на преобразовании оптических сигналов в изображения на Э1фане ЭЛТ в контрольных точкахоптического тракта, импульсы подсвета и ра вертки дня всех ЭЛТ формируют единые и передают по электрически согласованным системам последовательно на каждую ЭЛТ, а время распространения импупьса подсвета и импульса зазвертки до ЭЛТ выбирают равным соответствующему време ни распространения измеряемого сигнала до той же ЭЛТ 2 . Недостатком данного способа явпяет ся низкая разрешающая способность, что не позволяет проводить изучение тонкой структуры пикосекундных лазерны процессов внутри цуга, исследовать повторяемость от цуга к цуту формы, эр&мент,1х и амплитудных параметров пикосекундных импульсов в цуге с достоверным определением, какой именно импульс в цуге регистрируется на каждо кацре. Цель изобретения - повышение доотоверности и точности измерения парам ров оптических импульсных сигналов при исследовании однократного цуга пикос кундных импут1ъсов. Поставленная цель достигается тем, что согиасно способу измерения .параметров пикосекундных оптических импул ных сигналов, основанному на преоб- разованни оптических сигналов в элект- рнческие с последующим их преобразова нвем в изображения на экранах ЭЛТ, иссаепуемый цуг .импульсных сигналов подают послецовательно на сигналыпзш пластины однолучевой ЭЛТ и на первые сигнальные пластины цвухлучевой ЭЛТ,формируют импульсы раавертки двух плигельностейбыстрой развертки ( f p.p. ) и медленной развертки ( м.р .) момент начала импульса медленной развертки определяют как момент начала исследуемого цуга импульсов, а длительность этих разве1 ток определяют соотношением (j«.p. , ; Tu ; 7v- (o.as-o. i-S.p. tu. где n - число импульсов в цуге; Ту - период повторения импульсов . в цуге; t ц - длительность импульссЫ в цуге, причем импульс медленной развертки подают на временные пластины второй ЭЛТ, при этом формируют импульс развертки, задержанный на время О Iм.р, относительно начала исследуемого цуга, затем импульс быстрой развертки подают на временные пластины первой однолучевой ЭЛТ и последовательно на . вторые сигнальные пластины двухлучевой ЭЛТ, а по полученным изображениям определяют параметры оптических импульсных сигналов. На фиг. 1 представлена блок-схема поясняющая способ; на фиг. 2 - эпюры сигналов. Устройство содержит светоделительный блок 1, оптико-электрический преобразователь 2, сигнальные коаксиальные проходные пластины 3, быструю ЭЛТ 4,коаксиальный кабель 5, сигнальные коаксиальные проходные пласткнь 6, медленную ЭЛТ 7, оптико-электрический преобразователь 8, генератор 9 медленной развертки, временные пластины 10, регулирующую линию 11 задержки, г©HepaiTop 12 быстрой развертки, временные коаксиальные проходные пластиньг 13, коаксиальный кабель 14, вторые сигнальные коаксиальные пластины 15. Способ реализуется следующим образом.. Однократный цуг пикосекундных сятт. еских импульсов подают на светодели- ельный блок 1, делящий исходное иэяу- ение на два пучка один из которых поступает на оптико-электрический преобазователь 2 с пикосекундным временнным азрешением и с выхода преобразоват& , ля электрический сигнал подается на сзсг напьные коаксиальные прохоцные ппао« 3 быстрой ЭЛТ 4,которая также обеспе швает пикосекунаное временное разрешение, с выхода которых сигнал через коаксиальный кабель 5 фиксированной цпины К поступает на первые сигнаггьные коаксиальные проходные пластины 6 меапенной ЭЛТ 7. Второй пучок лазерного излучения посту- пает на второй оптико-электрический преобразователь 8, с выхода которого электрический сигнал подается на генератор 9 медленной развертки, с выхода которого напряжение развертки поступает на временные пластины Ю медленной ЭЛТ, одновременно выходной сигнал преобразователя подается через регулируемую линию 11 задержки на запуск генератора 12 быстрой развертки, с выхода которого напряжение быстрой развертки поступает на временные коаксиальные прокодные пластины 13 быстрой ЭЛТ и через коаксиальный кабель 14 фиксированной длины В на вторые силнальные коаксиальные пластины 15 меаленной , при этом на экране мецленнЫ ЭЛТ (фиг. 2) фиксируется как весь цуг пикосекунцных ш шульсов (первый луч), так и напряжение бысху ,-..- рой раавертки-(второй луч), фронт ко. торего достоверно определяет местополо жение импульса, зафиксированного на экране быстрой ЭЛТ в цуге (фиг. 3), при этом благодаря высокому времен- ному разрешению быстрой ЭЛТ анализируется тонкая структура пикосекунс ного импульса. Таким образом, при обеспечении соотношения длительностей разверток :., где (. - длительность медленной .развертки; б. р. - длительность быстрой раэвертки;И - число импульсов в цуге; 1 ц длительность импульса в цуге; Тц - период повторения имтууиьсов в цуге. путем выбора величины временной ЗЕНцержки начала быстрой, развертки относитепьно начала цуга осуществляется регистрация сигналов. При этом емапиз осуществляется. на разных времетлгх -шкапах (развертках), каждая из которых выбирается ови-имально по отношению к регистрируемому сигналу; осуществияется максимально жесткая временная хфивязка и однозначное определение (даже при весьма значительном измен юш амплитуд импульсов от одного однократного цуга до другого), какой кош&ретно импульс из цуга в данном эксперименте зарегистрирован, так как разверти ка (шкала) одного сигнала является репером для развертки (шкалы ) другого сигнала; принципиально обеспечивается предельное временное разрешение (poij. -пред.разр); следоватеттьно повышается достоверность и точность измерений в пикосекундном диапазоне времени, что позволяет повысит стабильность излучения лазеров...

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПИКОСЕКУНДНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ, основан, ный на преобразовании оптических сигналов в электрические с поспецуюшим их преобразованием в изображения на экра. нах ЭЛТ, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и точности измерений при исследовании однократного цуга пикосекундных импульсов, исследуемый цуг импульсных сигна- I лов подают последовательно на сигнальные пластины однолучевой ЭЛТ и на первые сигнальные пластины цвухлучевой ЭЛТ, формируют импульсы развертки двух длительностей - быстрой развертки С 5.р ) и медленной развертки ( м.р ), момент начала импульса медленной развертки определяют как момент начала исследуемого цуга импульсов, а длительности этих разверток определяют соотношением v и пТц

fpfff-J