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浅谈自相关仪的原理和测量方法

更新时间:2025-01-15 点击量:115

浅谈自相关仪的原理和测量方法

自从1960年第一台红宝石激光器问世,脉冲锁模激光器的研究也提上了日程。20世纪80年代,基于锁模技术的超快脉冲激光器研究发生了革命性的变化,脉冲宽度从亚皮秒到皮秒,皮秒激光脉冲又被压缩到百飞秒量级。啁啾脉冲压缩技术的出现,又将脉冲宽度压缩到了几十到几飞秒。

在超快激光研究百花齐放的同时,对于超快脉冲的测量也提上了日程。目前市面上主流的用于测量超快脉冲的仪器是美国Femtochrome公司的自相关仪,该公司的FR 系列自相关仪因其技术,采用迈克尔逊干涉仪的原理,可以有效消除背景光,并达到超高的测量精度。同时配备的高灵敏度PMT探测器可以有效探测微弱信号,具有速度快、准确度高的特点。

但是自相关仪作为一款特种测量设备,一般只会应用在超快激光领域,导致很多人需要使用它,但却不熟悉操作。为了解决这个难题,本文主要以FR-103XL为例,对自相关仪的原理、操作来做细致的介绍,希望对大家有帮助。


自相关仪原理

FR-103XL系列自相关仪内部几何光路采用迈克尔逊干涉仪的原理配置两个光路,将入射光一分为二,一路经过固定光路,一路经过转镜光路。

1.内部光路


2.将入射光通过适配器输入到自相关仪以后。理想的光斑显示如下:

3.法兰适配器的 固定/拆除位置(拆除以后可以测量空间光光路)

二,自相关仪测试步骤说明

1,首先调整光路,在PMT前端显示卡上面看到两个明显的光斑,两个光斑要在入射孔左右对称分布为最佳,两个光斑离入射孔位置2~3mm


2,通过自相关仪右侧左上的旋钮将转镜光斑移动到小孔中,通过示波器可以观察到如下信号结果

不用关注右侧的一个小尖峰信号,那个是噪声,我们要关注的是红色箭头对应的信号,噪声有时候会有,有时候没有。还有个前提条件:固定臂千分尺和晶体千分尺都要调整到指示位置,上面有小纸条写有相应的位置刻度。

3,将示波器中间的那个脉冲信号展宽,可以得到下图信号

黄色信号出现在蓝色触发信号的上升沿

4,然后将小孔中转镜的光斑移出小孔,往左移动,当它到达和右侧光斑对称的位置时,会出现以下信号,就是自相关曲线(这个过程要紧密观察示波器,以免错过信号)