基于GRENOUILLE方法的超短脉冲消色散测量研究

发布时间：2021-06-24 03:53

　　超短脉冲具有高峰值功率和时间分辨率,在科学研究、医学、化学和生物学等方面获得了广泛的应用。在许多的应用场景中,需要获得脉冲的波形和位相信息,因此超短脉冲的测量十分重要。目前主要的测量方法中,存在器件成本高,光路不易调节的缺点,频率分辨光学开关法方法的简化装置GRENOUILLE系统,由于存在透射元件只能对百飞秒超短脉冲准确测量。本文研究了GRENOUILLE系统中脉冲的传输特点,通过脉冲反演消除透射元件的影响,主要的工作有以下几个方面。介绍了单发频率分辨光学开关法和反演算法理论。计算了单发频率分辨光学开关法中各项参数,并搭建了测量系统。同时搭建了双脉冲产生的实验装置,优化定标方法对系统定标,该方法不依赖于时间延迟的绝对值,可以降低光路误差。考察了不同的时间取样对脉冲还原的影响,结果表明圆形的迹线有利于脉冲的还原。最后,在时域Collins衍射积分的基础上,推导了光线反向传播时的Collinis衍射积分,并设计了基于快速傅立叶变换的数值计算程序,消除了透射元件色散的影响。研究了不同滤波参数对测量结果的影响,当滤波参数为5时,重建脉冲的光谱与脉冲的光谱基本一致,说明了测量的正确性。本研究在... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

频率分辨光学开关法光路图

图 1-1 频率分辨光学开关法光路图Fig.1-1 The optical path of FROG分辨光学开关法中的迭代算法具体为：首先假设待测光脉冲为高：2( , ) ( , )exp( )dFROG sigI E t i t 叶变换，得到了 ( , )FROGI 强度分布，同时经过比较在实验中得将其进行处理，再将处理后的数据进行逆变换，得到新的高斯脉次的运算过程，再将其结果重新进行一轮计算过程，如此往复，得到的强度与计算得到的强度的误差足够小时，得到的结果将会完美重合。其迭代过程如图 1-2 所示。

哈尔滨理工大学工学硕士学位论文2.自参考光谱相位相干电场重建法(SPIDER)该方法主要是通过光谱裁剪相干技术测量待测脉冲，其过程是：首先将光脉冲经过分光镜一分为二，其中一束通过色散介质产生啁啾脉冲，即可实现光谱的相位调制，另一束通过迈克尔孙干涉原理，使之分成两束光脉冲，其具有一个时延量 ，再通过聚焦透镜将光脉冲聚焦在非线性晶体上进行和频效应。而由于脉冲的时延，使之通过倍频晶体都会产生一个频率差 ，称之为光谱裁剪。在通过光谱仪记录其相干条纹，通过计算便可以得到需要的光脉冲的相位信息，其光路装置如图 1-3 所示。


本文编号：3246309