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脈動科技2020.3月刊--超快激光脈沖測量和診斷
New probes join the Indigo family
Indigo 家族系列增添了新的智能探頭

超快激光脈沖測量和診斷

     近幾年,隨著激光技術飛速發展,超快激光因具備獨特的超短脈沖、超強特性,成為了目前最為先進的激光技術。超快激光器以皮秒、飛秒激器為代表,主要應用于非線性光學、超快動力學、激光光譜、新型顯示、生物醫療、3D打印、激光精密加工等領域!

     在實際應用中,脈寬作為超快激光器核心指標是不能忽視的,這個參數如何測量呢?目前通用的方法是通過自相關儀的方式進行測量,具有高分辮率、高靈敏度和使用方便等優點。

     德國APE公司成立于1992年,位于柏林,是世界上最大的飛秒測量診斷儀器和超快光參量振蕩器的制造商。PulseCheck 自相關儀已經形成行業的標準,是目前最普及的皮秒和飛秒脈寬測量儀器,可測小于10fs到500ps的脈寬,可覆蓋200nm到12000nm的波長范圍。此外APE還是世界上最大的皮秒和飛秒光參量振蕩器(OPO)制造商!當今市場上很多著名的飛秒光參量振蕩器和皮光參量振蕩器其實是APE公司原產的。

一、自相關儀工作原理

   自相關儀的光學結構類似于邁克爾遜干涉儀,激光通過分光鏡后分為兩束光,在分別經過動臂M1和靜臂M2棱鏡反射后入射到倍頻晶體后進入探測器,其中通過改變動臂M2棱鏡的位置,使得兩束光存在一定的光程差,這就形成了一個脈沖序列對另一個脈沖序列的掃描,得到一個脈沖的的自相關函數,通過選擇倍頻晶體的角度,使得這兩個脈沖在倍頻晶體中相互作用,產生倍頻光,這樣掃描延遲線的位置對應雙光束的相位差從而確定倍頻光的光的強度,最終計算自相關函數而獲得脈寬參數并在軟件上實時顯示出超快激光的脈沖寬度。

自相關儀PulseCheck的光學示意圖

二、APE自相關儀PulseCheck的測量范圍

三、探測器

 APE提供三種類型的探測器:PMT,PD,TPA

   APE的自相關儀測量法有共線和非共線測量兩種方式,共線顧名思義就是經過M1和M2棱鏡反射后的共軸輸出,非共線就是非共軸輸出,存在一定位移。目前一般情況下推薦使用非共線測量方式,因為它能消除背景光,有較高的測量精度。

四、主要特點

   即插即用

   緊湊有效的結構設計

   極其精確的延時分辨率

   獨特的光路設計

   自動相位匹配

   切換干涉和強度自相關  

   高斯,Sech2,和洛倫茲擬合例程

   脈沖寬度從最低的< 10fs一直到500ps  

   TCP/IP遠程控制與標準化的命令集,便于編程

五、可選項

         FROG-相位分辨測量

        ShortPulse附件,可測10-50fs

        光纖輸入接口

        輸入偏振旋轉器

        客戶定制波長范圍

六、ROG-相位分辨測量

近年來除了脈寬參數,客戶還想更多的了解光譜的相位信息,目前市面上都是獨立的FROG測量儀器,存在成本高昂,使用不便等問題,APE的pulseCheck自相關儀可選配FROG功能,完美的解決激光相位測量的問題,打開了完成光譜和時間脈沖表征的大門。


       APE公司PulseCheck+FROG光路示意圖

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