Устройство для оценки длительности импульсов лазера Советский патент 1987 года по МПК G01J3/45 G01J5/50 

12

2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона устройства, перед упомянутыми оптическими каналами введен интерферометр Фабри-Перо, за которым по ходу излучения установлен объектив, в фокальной плоскости которого расположены входные торцы оптических волокон, входящих в набор и образующих шайбу, при этом число наборов N соответстует условию ( R,, 1/К, , а расстояние об. между центрами упомянутых щайб составляет

а 26 nF,

1

(„

Изобретение относится к области

измерительной техники, в частности, к измерению временных параметров импульсов лазера.

Цель изобретения - упрощение процесса оценки, увеличение чувствительности, а также расширение динамического диапазона устройства.

На чертеже схематически изображено устройство для оценки длительности импульсов лазера.

Устройство содержит несколько пар волокон 1, входные торцы которых об- разуют шайбу 2, а выходные торцы, закреплены попарно в плоскости пластины 3 перпендикулярно ей. Вблизи пластины 3 находится регистрирующая среда 4 (фотопленка или фотопластинка) .

Устройство может содержать также интерферометр Фабри-Перо (ИФП) 5 и объектив 6, установленные перед входными торцами волокон. В фокальной плоскости объектива, кроме шайбы 2, установлено еще несколько шайб (на чертеже показана еще одна Шайба 7, образованная входными торцами волокон. 1 ),

Устройство для оцен1 :и длительности импульсов лазера работает следующим, образом.

Световой пучок лазера падает на шайбу 2 и разделяется волокнами 1 на отдельные . Пучки, вьш1едшие

де R, и R - отражающая способность наружных покрытий интерферометра Фабри- Перо;

К - динамический диапазон устройства;

б -.угол между отражающими поверхностями интерферометра Фабри-Перо;

F - фокусное расстояние объектива;

п - показатель преломления внутренней среды интерферометра.

из пары волокон, интенферируют при

условии д1

вт

чТс, где о - длительность импульса, с - скорость света, - -опт разность оптических длин в паре волокон. Если l,

., то импульс, пройдя по каждому из волокон пары, последовательно падает на регистрирующую среду и равнрмерно за- ., свечивает ее. Относительная разность интенсивностей в интерференционном максимуме g, и минимуме §,„рав ная -iiJaiLc I.iAjil где g средняя

интенсивность, характеризует степень перекрытия импульсов; при зтом нет необходимости выравнивать распределение интенсивности по поперечному сечению пучка. При необходимости мож- йо приближенно оценивать длительность импульса, последовательность величин ulo для разных пар волокон можно сделать геометрической (например

-опт

/с 2 ПС, 4 ПС, 8 ПС,

и

т.д.) или арифметической (100 пс, 200 ПС, 300 ПС и т.д.), набор из 10 пар -может перекрыть диапазон длительностей в 3 порядка. Если порядок величины Т предлагаемой длительности

известен, последовательность ulon мож- но сделать более частой. Тогда по величинам ...H измеренным

&

для каждой пары волокон, можно пост312253414

роить автокорреляционную функцию безчисло наборов. При R,,7 пучок

пьедестала. Чувствительность измере-при каждом прохождении ослабляется

НИН будет приблизительно на 2 поряд-примерно в 2 раза, при установке в

ка вьше за счет низкого коэффициента фокальной плоскости объектива 6 один преобразования излучения нелинейнойнадцати шайб с входными торцами диасредой, используемой при измеренияхпазон устройства по интенсивности содлительности импульсов методом двух-ставляет 3 порядка ( 1024).

фотонной люминесценции и генерацииВ этом случае максимальная чувствивторой гармоники. Кроме того, уст- ютельность устройства понижается на

ройство не требует предварительнойпорядок по сравнению с тем случаем,

точной настройки или юстировки.когда ИФП отсутствует, так как при

При наличии интерферометра Фабри-первом прохождении ИФП световой пучок

Перо устройство работает следующим об-ослабляется в (1-R) -х. 11 раз. Следоразом.15ватедько, если при оценке длительносСветовой пучок лазера падает нати импульса не хватает чувствительноеИФП 5 и размножается им, а затем фо-ти устройства, из него следует удакусируется объективом 6 в его фокаль-лить ИФП. ной плоскости на шайбы 2,7 и т.д.,

расстояние между центрами которых вы- 20 Длительность импульсов лазера, кобр ано. равным 26 nF, где F - фокусноеторую можно оценить предлагаемым уст- расстояние объектива 6, 9 - уголройством практически не ограничена между отражающими поверхностями интер-сверху: длительности-Й- 1 пс соответ- ферометра 5. Каждый последующий пу- ствует разность длин волокон пары чок, вьшедший из ИФП, ослаблен по 25 1 20 см (где п-1,5 - пока- сравнению с предыдущим в R,R2 Р3з,где

RjHRj - отражающая способность на-затель преломления внутренней среды

ружных покрытий интерферометра 5. Каж-волокна).Минимальная длительность имдый из наборов волокон оценивает дли-пульса „ин,которую можно оценить предтельность импульса, как указано вьппе, золагаемым устройством, определяется

при этом динамический диапазон уст-точностью, с которой может быть выдерройства по интенсивности измеряемыхжана разность длин двух волокон. Длиимпульсов расщиряется до величинытельность С 1 пс соответствует U1

200 мкм, длительности же Т 0,1 пс

. соответствует Л1 20 мкм.