基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量裝置及方法。本發(fā)明包括1/2波片、偏振分光器件、電動步進電機、第一高反射鏡片、第二高反射鏡片、第三高反射鏡片、激光線濾光片、聚焦透鏡、光子晶體光纖、準直透鏡、濾光片、第四高反射鏡片、第五高反射鏡片、消色差聚焦透鏡、非線性納米材料、收集聚焦透鏡、光譜儀、PC機。本發(fā)明中探測光路由光學延遲系統(tǒng)改變光程，激發(fā)光路傳輸了超連續(xù)譜脈沖激光。通過激光線濾光片將激發(fā)-探測光路進行整合，并由聚焦系統(tǒng)會聚到納米材料上，激發(fā)和頻光譜。本發(fā)明通過移動步進電機，并同步檢測和頻光譜，完整的探測超連續(xù)譜激光脈沖的特征。
【專利說明】基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光子學【技術領域】，具體涉及一種基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量裝置及方法。
【背景技術】
[0002]脈沖寬度小于皮秒(10_12秒)量級的激光常被稱為超短脈沖激光。由于超強的瞬時功率，超短脈沖激光是現代生物、物理等科學領域中不可或缺的實驗工具。在以下近年來，隨著光子晶體光纖的制作日益成熟，超短脈沖激光激發(fā)光子晶體光纖產生的超連續(xù)譜脈沖激光在傳感、成像領域嶄露頭角。由于超連續(xù)譜脈沖激光有非常寬的光譜，良好的空間相干性，已受到人們越來越多的關注。然而，由于超連續(xù)譜脈沖激光的光譜非常寬，也帶來了測量和使用上的不便。為了更有效的利用超連續(xù)譜脈沖激光，一種切實可用的測量方法是必需的。當前，人們測量超連續(xù)譜激光時，通常將非線性體狀晶體放置在角度可調的器件中，通過角度的改變，調整激光的入射角度，匹配不同波長對應的相位角。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現有技術的不足，提供一種基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量裝置及方法。非線性納米材料在寬光譜段都具有良好的非線性特性；并且，由于納米材料的結構特性，無需考慮相位匹配條件。因此，在基于納米材料的超連續(xù)譜脈沖測量方法中，無需使用角度可調器件，極大的增加了該方法的適用范圍。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案如下:
[0005]基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量裝置，包括1/2波片、偏振分光器件、電動步進電機、第一高反射鏡片、第二高反射鏡片、第三高反射鏡片、激光線濾光片、聚焦透鏡、光子晶體光纖、準直透鏡、濾光片、第四高反射鏡片、第五高反射鏡片、消色差聚焦透鏡、非線性納米材料、收集聚焦透鏡、光譜儀、PC機；
[0006]1/2波片設置在偏振分光器件正前方，用于改變偏振分光比；超短脈沖激光通過1/2波片后進入偏振分光器件分光，偏振分光器件將超短脈沖激光分為兩路激光；其中一路激光通過聚焦透鏡會聚到光子晶體光纖的一個端面，在超短脈沖激光與光子晶體光纖的相互作用中，超短脈沖激光被轉換為超連續(xù)譜激光；超連續(xù)譜激光從光子晶體光纖的另一個端面出射，經過準直透鏡后準直輸出；該路激光定義為激發(fā)光路；
[0007]另外一路超短脈沖激光進入光學延遲系統(tǒng)，改變該路超短脈沖激光的光程，并沿原方向出射，該路激光定義為探測光路；
[0008]激發(fā)光路通過第四高反射鏡片和第五高反射鏡片調節(jié)傳輸方向后，以角度A(0° <A〈15° )照射到激光線濾光片的鍍膜面，其中激發(fā)光路中的超連續(xù)脈沖激光被反射；探測光路以角度Β(Β=0° )照射到激光線濾光片并透射；激發(fā)光路和探測光路在激光線濾光片的鍍膜面上實現傳播光路的重合，此重合光路定義為激發(fā)-探測光路；
[0009]將激發(fā)-探測光路垂直入射到消色差聚焦透鏡的入口，激發(fā)-探測光路通過消色差聚焦透鏡聚焦于放置在透鏡的焦面上的非線性納米材料；激發(fā)-探測光路與非線性納米材料相互作用，并產生二次非線性信號；
[0010]PC機同時與電動步進電機和光譜儀相連接，且光譜儀與收集聚焦透鏡光纖連接；光譜儀用于檢測傳輸的二次非線性信號。
[0011]所述光學延遲系統(tǒng)包括電動步進電機、第一高反射鏡片、第二高反射鏡片、第三高反射鏡片；且第一高反射鏡片、第二高反射鏡片設置在電動步進電機上，位于同一水平線且鏡像對稱分布，第二高反射鏡片和第三高反射鏡片設置在同一豎直方向水平線且平行；超短脈沖激光依次通過第一高反射鏡片、第二高反射鏡片、第三高反射鏡片的反射后，增加其光程；電動步進電機能夠在PC機的控制下，改變第二高反射鏡片和第三高反射鏡片之間的距離，從而準確的控制光程的增加量。
[0012]所述的二次非線性信號包括二次諧波光譜信號、二次和頻信號。
[0013]所述的激光線濾光片為光學鍍膜濾光片，其鍍膜面對超短脈沖激光有超高的透射特性，而對超連續(xù)譜激光具有超高的反射特性。
[0014]基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量方法，包括如下步驟:
[0015]步驟1:超短脈沖激光通過偏振分光器件后，將超短脈沖激光分為兩路激光；其中一路激光通過聚焦透鏡會聚到光子晶體光纖的一個端面，在超短脈沖激光與光子晶體光纖的相互作用中，超短脈沖激光被轉換為超連續(xù)譜激光；超連續(xù)譜激光從光子晶體光纖的另一個端面出射，經過準直透鏡后準直輸出；該路激光定義為激發(fā)光路，包括超連續(xù)譜激光和未被轉換的超短脈沖激光；
[0016]步驟2:另外一路超短脈沖激光進入光學延遲系統(tǒng)，改變該路超短脈沖激光的光程，并沿原方向出射，該路激光定義為探測光路；
[0017]步驟3:通過第四高反射鏡片和第五高反射鏡片，調節(jié)激發(fā)光路的傳輸方向；其中激發(fā)光路以角度A(0° <A〈15° )照射到激光線濾光片的鍍膜面，其中激發(fā)光路中的超連續(xù)脈沖激光被反射；探測光路角度Β(Β=0° )照射到激光線濾光片并透射；激發(fā)光路和探測光路在激光線濾光片的鍍膜面上實現傳播光路的重合，此重合光路定義為激發(fā)-探測光路；
[0018]步驟4:將激發(fā)-探測光路垂直入射到消色差聚焦透鏡的入口，激發(fā)-探測光路通過消色差聚焦透鏡聚焦于放置在透鏡的焦面上的非線性納米材料；激發(fā)-探測光路與非線性納米材料相互作用，并產生二次非線性信號；通過互相關檢測的方法檢測產生的二次非線性信號，從而推導出超連續(xù)譜激光的脈沖特性。
[0019]步驟2所述光學延遲系統(tǒng)包括電動步進電機、第一高反射鏡片、第二高反射鏡片、第三高反射鏡片；且第一高反射鏡片、第二高反射鏡片設置在電動步進電機上，位于同一水平線且鏡像對稱分布，第二高反射鏡片和第三高反射鏡片設置在同一豎直方向水平線且平行；超短脈沖激光依次通過第一高反射鏡片、第二高反射鏡片、第三高反射鏡片的反射后，增加其光程；電動步進電機能夠在PC機的控制下，改變第二高反射鏡片和第三高反射鏡片之間的距離，從而準確的控制光程的增加量。
[0020]步驟4所述的二次非線性信號包括二次諧波光譜信號、二次和頻信號。
[0021]所述的激光線濾光片為光學鍍膜濾光片，其鍍膜面對超短脈沖激光有超高的透射特性，而對超連續(xù)譜激光具有超高的反射特性。
[0022]步驟4所述的通過互相關檢測的方法檢測產生的二次非線性信號，其具體敘述如下:
[0023]4-1.利用光譜儀探測產生的二次諧波光譜信號，此二次諧波信號由激發(fā)-探測光路中的超短脈沖激光與超連續(xù)譜脈沖激光分別作用于非線性納米材料后產生；
[0024]4-2.調節(jié)光學延遲系統(tǒng)中的電動步進電機，進而改變第二高反射鏡片和第三高反射鏡片之間的距離；同時觀察光譜儀收集到的信號，直至檢測到二次和頻信號，此二次和頻信號由激發(fā)-探測光路中的超短脈沖激光與超連續(xù)譜脈沖激光共同作用于非線性納米材料后產生；當光譜儀檢測到二次和頻信號后，則認為此時超短脈沖激光與超連續(xù)譜脈沖激光的脈沖信號在時間域上已經重合；
[0025]4-3.繼續(xù)移動光學延遲系統(tǒng)中的電動步進電機，直至光譜儀檢測到二次和頻信號消失；將此時電動步進電機的位置定義為起始位置，啟動時間-光譜檢測。
[0026]步驟4-3所述時間-光譜檢測具體如下:
[0027]4-3-1.從起始位置開始，反向移動電動步進電機一個步長1，記錄當前的二次和
頻信號；
[0028]4-3-2.循環(huán)執(zhí)行步驟4-3-1，直至二次和頻信號完全消失，即認為時間-光譜檢測完成；第i個步長處記錄的二次和頻信號對應于超連續(xù)譜脈沖激光的一個時間脈沖中(1-l)l/c?il/c時間段內的脈沖特性，其中c為光速。
[0029]本發(fā)明有益效果如下:
[0030]本發(fā)明通過使用非線性納米材料，并使用互相關檢測方法收集由超短脈沖激光和超連續(xù)譜脈沖激光共同作用于非線性納米材料產生的二次和頻信號，從而測量超連續(xù)譜脈沖激光的脈沖特性。由于使用了納米材料作為和頻信號的產生介質，該方法可適用于微觀區(qū)域內的超連續(xù)譜脈沖激光的測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明裝置示意圖。
[0032]圖2為本發(fā)明光學延遲系統(tǒng)的示意圖。
[0033]圖3為本發(fā)明中的激光線濾光片合束模塊。
[0034]其中，1/2波片1、偏振分光器件2、電動步進電機3、第一高反射鏡片4、第二高反射鏡片5、第三高反射鏡片6、激光線濾光片7、聚焦透鏡8、光子晶體光纖9、準直透鏡10、濾光片11、第四高反射鏡片12、第五高反射鏡片13、消色差聚焦透鏡14、非線性納米材料15、收集聚焦透鏡16、光譜儀17、PC機18;且圖中實線箭頭代表超短脈沖激光，虛線箭頭代表超連續(xù)譜脈沖激光。
【具體實施方式】
[0035]下面我們將結合附圖，詳細介紹本方法的實施方式。
[0036]如圖1所示，基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量裝置，包括1/2波片1、偏振分光器件2、電動步進電機3、第一高反射鏡片4、第二高反射鏡片5、第三高反射鏡片6、激光線濾光片7、聚焦透鏡8、光子晶體光纖9、準直透鏡10、濾光片11、第四高反射鏡片12、第五高反射鏡片13、消色差聚焦透鏡14、非線性納米材料15、收集聚焦透鏡16、光譜儀17、PC 機 18。[0037]1/2波片I設置在偏振分光器件2正前方，用于改變偏振分光比；超短脈沖激光通過1/2波片后進入偏振分光器件2分光，將超短脈沖激光分為兩路激光；其中一路激光通過聚焦透鏡8會聚到光子晶體光纖9的一個端面，在超短脈沖激光與光子晶體光纖12的相互作用中，超短脈沖激光被轉換為超連續(xù)譜激光；超連續(xù)譜激光從光子晶體光纖12的另一個端面出射，經過準直透鏡10后準直輸出；該路激光定義為激發(fā)光路。
[0038]另外一路超短脈沖激光進入光學延遲系統(tǒng)，改變該路超短脈沖激光的光程，并沿原方向出射，該路激光定義為探測光路；
[0039]如圖2所示，光學延遲系統(tǒng)包括電動步進電機3、第一高反射鏡片4、第二高反射鏡片5、第三高反射鏡片6 ;且第一高反射鏡片4、第二高反射鏡片5設置在電動步進電機3上，位于同一水平線且鏡像對稱分布，第二高反射鏡片5和第三高反射鏡片6設置在同一豎直方向水平線且平行；超短脈沖激光依次通過第一高反射鏡片4、第二高反射鏡片5、第三高反射鏡片6的反射后，增加其光程；電動步進電機能夠在PC機18的控制下，改變第二高反射鏡片5和第三高反射鏡片6之間的距離,從而準確的控制光程的增加量。
[0040]激發(fā)光路通過第四高反射鏡片12和第五高反射鏡片13調節(jié)傳輸方向。其中激發(fā)光路以角度A照射到激光線濾光片7的鍍膜面，其中激發(fā)光路中的超連續(xù)脈沖激光被反射；探測光路角度B照射到激光線濾光片7并透射；激發(fā)光路和探測光路在激光線濾光片7的鍍膜面上實現傳播光路的重合，此重合光路定義為激發(fā)-探測光路。
[0041 ] 如圖3所示，將激發(fā)-探測光路垂直入射到消色差聚焦透鏡14的入口，激發(fā)-探測光路通過消色差聚焦透鏡14聚焦于放置在透鏡的焦面上的非線性納米材料15。激發(fā)-探測光路與非線性納米材料15相互作用，并產生二次非線性信號；所述的二次非線性信號包括二次諧波光譜信號、二次和頻信號。
[0042]所述的PC機18同時與電動步進電機3和光譜儀17相連接，且光譜儀17與收集聚焦透鏡16光纖連接；光譜儀17用于檢測傳輸的二次非線性信號。
[0043]所述的激光線濾光片7為光學鍍膜濾光片，其鍍膜面對超短脈沖激光有超高的透射特性，而對超連續(xù)譜激光具有超高的反射特性。
[0044]如圖1所示，基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量方法，包括如下步驟:
[0045]步驟1:超短脈沖激光通過偏振分光器件2后，將超短脈沖激光分為兩路激光；其中一路激光通過聚焦透鏡8會聚到光子晶體光纖9的一個端面，在超短脈沖激光與光子晶體光纖12的相互作用中，超短脈沖激光被轉換為超連續(xù)譜激光；超連續(xù)譜激光從光子晶體光纖12的另一個端面出射，經過準直透鏡10后準直輸出。該路激光包括超連續(xù)譜激光和少量未被轉換的超短脈沖激光，該路激光定義為激發(fā)光路。
[0046]步驟2:另外一路超短脈沖激光進入光學延遲系統(tǒng)，改變該路超短脈沖激光的光程，并沿原方向出射，該路激光定義為探測光路。
[0047]如圖2所示，光學延遲系統(tǒng)包括電動步進電機3、第一高反射鏡片4、第二高反射鏡片5、第三高反射鏡片6 ;且第一高反射鏡片4、第二高反射鏡片5設置在電動步進電機3上，位于同一水平線且鏡像對稱分布，第二高反射鏡片5和第三高反射鏡片6設置在同一豎直方向水平線且平行；超短脈沖激光依次通過第一高反射鏡片4、第二高反射鏡片5、第三高反射鏡片6的反射后，增加其光程；電動步進電機能夠在PC機18的控制下，改變第二高反射鏡片5和第三高反射鏡片6之間的距離,從而準確的控制光程的增加量。[0048]步驟3:通過第四高反射鏡片12和第五高反射鏡片13，調節(jié)激發(fā)光路的傳輸方向。其中激發(fā)光路以角度A(0° <A〈15° )照射到激光線濾光片7的鍍膜面，其中激發(fā)光路中的超連續(xù)脈沖激光被反射；探測光路角度Β(Β=0° )照射到激光線濾光片7并透射；激發(fā)光路和探測光路在激光線濾光片7的鍍膜面上實現傳播光路的重合，此重合光路定義為激發(fā)-探測光路。
[0049]所述的激光線濾光片7為光學鍍膜濾光片，其鍍膜面對超短脈沖激光有超高的透射特性，而對超連續(xù)譜激光具有超高的反射特性。
[0050]步驟4:將激發(fā)-探測光路垂直入射到消色差聚焦透鏡14的入口，激發(fā)-探測光路通過消色差聚焦透鏡14聚焦于放置在透鏡的焦面上的非線性納米材料15。激發(fā)-探測光路與非線性納米材料15相互作用，并產生二次非線性信號；所述的二次非線性信號包括二次諧波光譜信號、二次和頻信號。通過互相關檢測的方法檢測產生的二次非線性信號，從而推導出超連續(xù)譜激光的脈沖特性；
[0051]所述的通過互相關檢測的方法檢測產生的二次非線性信號，其具體步驟敘述如下:
[0052]4-1.利用光譜儀17探測產生的二次諧波光譜信號，此二次諧波信號由激發(fā)-探測光路中的超短脈沖激光與超連續(xù)譜脈沖激光分別作用于非線性納米材料后產生。
[0053]4-2.調節(jié)光學延遲系統(tǒng)中的電動步進電機3，進而改變第二高反射鏡片5和第三高反射鏡片6之間的距離；同時觀察光譜儀17收集到的信號，直至檢測到二次和頻信號，此二次和頻信號由激發(fā)-探測光路中的超短脈沖激光與超連續(xù)譜脈沖激光共同作用于非線性納米材料后產生。當光譜儀17檢測到二次和頻信號后，則認為此時超短脈沖激光與超連續(xù)譜脈沖激光的脈沖信號在時間域上已經重合。
[0054]4-3.繼續(xù)調節(jié)光學延遲系統(tǒng)中的電動步進電機3，直至光譜儀17檢測到二次和頻信號消失；將此時電動步進電機的位置定義為起始位置，啟動時間-光譜檢測；時間-光譜檢測具體如下:
[0055]4-3-1.從起始位置開始，反向移動電動步進電機一個步長1，記錄當前的二次和
頻信號。
[0056]4-3-2.循環(huán)執(zhí)行步驟4-3-1，直至二次和頻信號完全消失，即認為時間-光譜檢測完成。第i個步長處記錄的二次和頻信號對應于超連續(xù)譜脈沖激光的一個時間脈沖中(1-l)l/c?il/c時間段內的脈沖特性，其中c為光速。
[0057]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還可以有各種變化和改進。
【權利要求】
1.基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量裝置，其特征在于包括1/2波片、偏振分光器件、電動步進電機、第一高反射鏡片、第二高反射鏡片、第三高反射鏡片、激光線濾光片、聚焦透鏡、光子晶體光纖、準直透鏡、濾光片、第四高反射鏡片、第五高反射鏡片、消色差聚焦透鏡、非線性納米材料、收集聚焦透鏡、光譜儀、PC機； 1/2波片設置在偏振分光器件正前方，用于改變偏振分光比；超短脈沖激光通過1/2波片后進入偏振分光器件分光，偏振分光器件將超短脈沖激光分為兩路激光；其中一路激光通過聚焦透鏡會聚到光子晶體光纖的一個端面，在超短脈沖激光與光子晶體光纖的相互作用中，超短脈沖激光被轉換為超連續(xù)譜激光；超連續(xù)譜激光從光子晶體光纖的另一個端面出射，經過準直透鏡后準直輸出；該路激光定義為激發(fā)光路； 另外一路超短脈沖激光進入光學延遲系統(tǒng)，改變該路超短脈沖激光的光程，并沿原方向出射，該路激光定義為探測光路； 激發(fā)光路通過第四高反射鏡片和第五高反射鏡片調節(jié)傳輸方向后，以角度A照射到激光線濾光片的鍍膜面，其中激發(fā)光路中的超連續(xù)脈沖激光被反射；探測光路角度B照射到激光線濾光片并透射 ；激發(fā)光路和探測光路在激光線濾光片的鍍膜面上實現傳播光路的重合，此重合光路定義為激發(fā)-探測光路； 將激發(fā)-探測光路垂直入射到消色差聚焦透鏡的入口，激發(fā)-探測光路通過消色差聚焦透鏡聚焦于放置在透鏡的焦面上的非線性納米材料；激發(fā)-探測光路與非線性納米材料相互作用，并產生二次非線性信號； PC機同時與電動步進電機和光譜儀相連接，且光譜儀與收集聚焦透鏡光纖連接；光譜儀用于檢測傳輸的二次非線性信號。
2.如權利要求1所述的基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量裝置，其特征在于所述光學延遲系統(tǒng)包括電動步進電機、第一高反射鏡片、第二高反射鏡片、第三高反射鏡片；且第一高反射鏡片、第二高反射鏡片設置在電動步進電機上，位于同一水平線且鏡像對稱分布，第二高反射鏡片和第三高反射鏡片設置在同一豎直方向水平線且平行；超短脈沖激光依次通過第一高反射鏡片、第二高反射鏡片、第三高反射鏡片的反射后，增加其光程；電動步進電機能夠在PC機的控制下，改變第二高反射鏡片和第三高反射鏡片之間的距離，從而準確的控制光程的增加量。
3.如權利要求1所述的基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量裝置，其特征在于所述的二次非線性信號包括二次諧波光譜信號、二次和頻信號。
4.如權利要求1所述的基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量裝置，其特征在于所述的激光線濾光片為光學鍍膜濾光片，其鍍膜面對超短脈沖激光有超高的透射特性，而對超連續(xù)譜激光具有超高的反射特性。
5.基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1:超短脈沖激光通過偏振分光器件后，將超短脈沖激光分為兩路激光；其中一路激光通過聚焦透鏡會聚到光子晶體光纖的一個端面，在超短脈沖激光與光子晶體光纖的相互作用中，超短脈沖激光被轉換為超連續(xù)譜激光；超連續(xù)譜激光從光子晶體光纖的另一個端面出射，經過準直透鏡后準直輸出；該路激光定義為激發(fā)光路，包括超連續(xù)譜激光和未被轉換的超短脈沖激光； 步驟2:另外一路超短脈沖激光進入光學延遲系統(tǒng)，改變該路超短脈沖激光的光程，并沿原方向出射，該路激光定義為探測光路； 步驟3:通過第四高反射鏡片和第五高反射鏡片，調節(jié)激發(fā)光路的傳輸方向；其中激發(fā)光路以角度A照射到激光線濾光片的鍍膜面，其中激發(fā)光路中的超連續(xù)脈沖激光被反射；探測光路角度Β(Β=0° )照射到激光線濾光片并透射；激發(fā)光路和探測光路在激光線濾光片的鍍膜面上實現傳播光路的重合，此重合光路定義為激發(fā)-探測光路； 所述的角度A為0°~15° ;角度B為0° ； 步驟4:將激發(fā)-探測光路垂直入射到消色差聚焦透鏡的入口，激發(fā)-探測光路通過消色差聚焦透鏡聚焦于放置在透鏡的焦面上的非線性納米材料；激發(fā)-探測光路與非線性納米材料相互作用，并產生二次非線性信號；通過互相關檢測的方法檢測產生的二次非線性信號，從而推導出超連續(xù)譜激光的脈沖特性。
6.如權利要求5所述的基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量方法，其特征在于步驟2所述光學延遲系統(tǒng)包括電動步進電機、第一高反射鏡片、第二高反射鏡片、第三高反射鏡片；且第一高反射鏡片、第二高反射鏡片設置在電動步進電機上，位于同一水平線且鏡像對稱分布，第二高反射鏡片和第三高反射鏡片設置在同一豎直方向水平線且平行；超短脈沖激光依次通過第一高反射鏡片、第二高反射鏡片、第三高反射鏡片的反射后，增加其光程；電動步進電機能夠在PC機的控制下，改變第二高反射鏡片和第三高反射鏡片之間的距離，從而準確的控制光程的增加量。
7.如權利要求5所述的基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量方法，其特征在于步驟4所述的二次非線性信號包括二次諧波光譜信號、二次和頻信號。
8.如權利要求5所述的基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量方法，其特征在于所述的激光線濾光 片為光學鍍膜濾光片，其鍍膜面對超短脈沖激光有超高的透射特性，而對超連續(xù)譜激光具有超高的反射特性。
9.如權利要求5所述的基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量方法，其特征在于步驟4所述的通過互相關檢測的方法檢測產生的二次非線性信號，其具體敘述如下: 4-1.利用光譜儀探測產生的二次諧波光譜信號，此二次諧波信號由激發(fā)-探測光路中的超短脈沖激光與超連續(xù)譜脈沖激光分別作用于非線性納米材料后產生； 4-2.調節(jié)光學延遲系統(tǒng)中的電動步進電機，進而改變第二高反射鏡片和第三高反射鏡片之間的距離；同時觀察光譜儀收集到的信號，直至檢測到二次和頻信號，此二次和頻信號由激發(fā)-探測光路中的超短脈沖激光與超連續(xù)譜脈沖激光共同作用于非線性納米材料后產生；當光譜儀檢測到二次和頻信號后，則認為此時超短脈沖激光與超連續(xù)譜脈沖激光的脈沖信號在時間域上已經重合； 4-3.繼續(xù)調節(jié)光學延遲系統(tǒng)中的電動步進電機，直至光譜儀檢測到二次和頻信號消失；將此時電動步進電機的位置定義為起始位置，啟動時間-光譜檢測。
10.如權利要求9所述的基于非線性納米材料的超連續(xù)譜脈沖激光測量方法，其特征在于步驟4-3所述時間-光譜檢測具體如下: 4-3-1.從起始位置開始,反向移動電動步進電機一個步長1，記錄當前的二次和頻信號; 4-3-2.循環(huán)執(zhí)行步驟4-3-1，直至二次和頻信號完全消失，即認為時間-光譜檢測完成；第i個步長處記錄的二次和頻信號對應于超連續(xù)譜脈沖激光的一個時間脈沖中(1-1)1/c~il/c時間 段內的脈沖特性，其中c為光速。
【文檔編號】G01J11/00GK103776550SQ201410007343
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權日:2014年1月7日
【發(fā)明者】何賽靈, 于佳鑫, 蔡夫鴻 申請人:浙江大學