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一文揭秘超短脈沖測量儀Frog的核心是什么
更新時(shí)間:2020-10-19瀏覽:2099次
超短脈沖測量儀Frog于測量超短激光脈沖。它能產(chǎn)生脈沖強(qiáng)度和相位與時(shí)間、光譜和光譜相位的關(guān)系,具有很高的準(zhǔn)確性和可靠性,不需要對脈沖進(jìn)行任何假設(shè)。它測量的是實(shí)際脈沖,而不是相干偽波,此外,它還測量了光束的空間輪廓。
超短脈沖測量儀Frog的診斷和測量是超快激光核心技術(shù)之一。由于超快脈沖寬度在皮秒或飛秒量級,不可以使用直接探測的方式進(jìn)行診斷,因此一般使用間接測量技術(shù),比如自相關(guān)儀、SPIDER、FROG等。
由于電子元件響應(yīng)速度只能達(dá)到納秒量級,因此對于納秒量級以下的測試是無能為力的。然而,隨著調(diào)Q技術(shù)與鎖模技術(shù)的發(fā)展,以及業(yè)界對超短脈沖激光器的要求,超快激光的脈寬不斷壓縮,飛秒級別的激光器以及制作出來,而阿秒級別的激光器也在實(shí)驗(yàn)室研究當(dāng)中。如何測試飛秒級別的激光器,使用自相關(guān)技術(shù)是業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)。然而,脈寬測試只是超短脈沖激光一方面的特性,涉及到相位,啁啾,脈沖波形等物理量的研究,需要使用20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的頻率分辨光學(xué)開關(guān)方法(FROG)。
Frog除了使用光譜儀探測倍頻信號,它還使用數(shù)學(xué)方法,把脈沖激光的相位與波形還原出來,也即數(shù)學(xué)上的二維相位恢復(fù)算法。具體來說就是迭代,通過傅里葉變換,把脈沖波形變成頻率上的分布,并估算其相位,得出來的FROG蹤跡圖與測試圖對比,通過不斷的迭代,終使兩者差值小,實(shí)現(xiàn)脈沖激光的相位測試。FROG方法涉及到一套核心算法(廣義投影算法),其發(fā)明人為Daniel J. Kane,其為MesaPhotonics公司創(chuàng)始人,這套算法影響了很多FROG職責(zé)廠商,包括Swamp Optics公司的產(chǎn)品,也是兼容Mesaphotonics公司的軟件的。
Frog技術(shù),就是為了解決相位分布而產(chǎn)生的。FROG光路與自相關(guān)儀差不多,但是FROG的核心是頻率分辨,即需要測試光的頻率,所以FROG的接收端由自相關(guān)儀的光電傳感器改為光譜儀,除此以外,光路圖是一樣的。
超短脈沖測量儀Frog產(chǎn)品特性:
脈沖強(qiáng)度和相位隨時(shí)間的變化,
脈沖光譜和光譜相位隨波長變化特性,
光束空間輪廓測量,
近似空間啁啾測量,
脈沖前沿傾斜,
測量自相關(guān),
實(shí)時(shí)強(qiáng)度和相位數(shù)據(jù)獲取,
USB即插即用。