Устройство для оценки длительности импульсов лазера

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (б1) 4 G 01 Х 3/45, 5/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ уЩ ф} 1- (j i. (/ мин макеС ) l / мин э маКс заданный интервал измеряемых длитель" ностей; скорость света в вакууме; внешний диаметр волокна; угол расходимости пучка на выходе волокна.

ГОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3734529/24-25 (22) 21.04,84 (46) 15,11.87. Бюл. 1Ф 42 (72) А.Н.Борухман, Г.В,Колесов, И.M.Êîðæåíåâè÷ и И.С.Олейник (53) 536.35(088,8) (56) Сверхкороткие световые импульсы. Под ред. С.Ц1апиро, M.: Мир, 1981, с. 123. Сверхкороткие световые импульсы.

Под ред.С.Шапиро,. M.:Ìèð, 1981 с. 126, (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ,OUEHKH

ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ ЛАЗЕРА, содержащее расположенные по ходу светового луча оптические кандалы и регистрирующую среду, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью упрощения процесса оценки и увеличения чувствительности, оптические каналы выполнены в виде набора пар оптических волокон с заданными разностями оптических длин

„„SU„„1225341 A пути, входные торцы которых образуют шайбу, а выходные торцы, закрепленные попарно, расположены нормально к поверхности регистрирующей среды и на расстоянии h определенном из сооношения h - D/СдЫ,причем разности оптических длин двух волокон, образующих пару, представляют последовательность в интервале

1225341

2, Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я 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 (Б, R ) = 1/К(а расстояние сс между центрами упомянутых шайб составляет а = 2 8 nF, I

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 длительнос- 10 ти импульсов лазера.

Устройство содержит несколько xiap 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 20 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 оценки длительности импульсов лазера работает следую- З0 щим образом.

Световой пучок лазера падает на шайбу 2 и разделяется волокнами 1 на отдельные пучки. Пучки, вышедшие. где R u R — отражающая способность ! наружных покрытий интерферометра ФабриПеро

К вЂ” динамический диапазон устройства;

8 — угол между отражающими поверхностями интерферометра

Фабри-Перо;

F — - фокусное расстояние объектива;

n — - показатель преломления внут ренней среды интерферометра.

2 из паРы волокон, интенферируют при условии slî„,< cэ где — длительность импульса, с — скорость света, .Ь1 „ — разность оптических длин в паре волокон. Если д1,„,>< с, то импульс, пройдя по каждому из волокон пары, последовательно падает на регистрирующую среду и равномерно засвечивает ее. Относительная разность интенсивностей в интерференционном максимуме „ „ и минимуме д„„„ РавЯмакс 0 мин ная — - — — — — — где g — средняя

6 интенсивность, характеризует степень перекрытия импульсов, при этом нет необходимости выравнивать распределение интенсивности по поперечному сечению пучка. При необходимости можно приближенно оценивать длительность, импульса, последовательность величин 1 „ для разных пар волокон можно сделать геометрической (например

61 Ä/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 длитель" ностей в 3 порядка. Если порядок величины а предлагаемой длительности известен, последовательность 41,„ можно сделать более частой. Тогда по величинам — — - — — —, измеренным

Я для каждой пары волокон, можно пост)225341

Составитель А. Курганов

Редактор О.Фельдман Техред M,Äèäûê Корректор М.Иароши

Заказ 5907 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 роить автокорреляционную функцию без пьедестала. Чувствительность измерения будет приблизительно на 2 порядка выше за счет низкого коэффициента преобразования излучения нелинейной средой, используемой при измерениях длительности импульсов методом двухфотонной люминесценции и генерации второй гармоники. Кроме того, уст- 10 ройство не требует предварительной точной настройки или юстировки.

При наличии интерферометра ФабриПеро устройство работает следующим об разом. 15

Световой пучок лазера падает на

ИФП 5 и размножается им, а затем фокусируется объективом 6 в его фокальной плоскости на шайбы 2,7 и т.д., расстояние между центрами которых вы- 20 брано. равным 29nF, где F — фокусное расстояние объектива 6, 8 — угол между отражающими поверхностями интерферометра 5. Каждый последующий пу- чок, вышедший из ИФП, ослаблен по 25 сравнению с предыдущим в В,В раз,где

R,è  — отражающая способность наружных покрытий интерферометра 5. Каждый из наборов волокон оценивает длительность импульса, как указано вышее, З0 при этом динамический диапазон устройства по интенсивности измеряемых импульсов расширяется до величины

К = — — — - „р, где N — используемое, т „

35 число наборов. При В,=В =0,7 пучок при каждом прохождении ослабляется примерно в 2 раза, при установке в фокальной плоскости объектива 6 одиннадцати шайб с входными торцами диапазон устройства по интенсивности составляет 3 порядка (К = 2 = 1024).

В этом случае максимальная чувствительность устройства понижается на порядок по сравнению с тем случаем, когда ИФП отсутствует, так как при первом прохождении ИФП световой пучок ослабляется в (1-R) = ll раз. Следовательно, если при оценке длительности импульса не хватает чувствительности устройства, из него следует удалить ИФП.

Длительность импульсов лазера, которую можно оценить предлагаемым устройством практически не ограничена сверху: длительности =1 пс соответствует разность длин волокон пары

С с„ 1 = — — "-20 см (где n ) 5 " покаи

Э затель преломления внутренней среды волокна),NHHHMRJIbHBB длительность им" пульсаГ„„„,которую можно оценить предлагаемым устройством, определяется точностью, с которой может быть выдержана разность длин двух волокон, Длительность = пс соответствует 6 1=

= 200 мкм, длительности же Г = 0,1 пс соответствует 61 - =20 мкм.