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    脈沖寬度是脈沖激光器的重要性能指標(biāo)，利用掃描自相儀可以測(cè)量ps和fs的脈沖寬度。隨著激光器的問(wèn)世脈沖激光器由于峰值功率高而獲得廣泛的應(yīng)用，目前在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、非線性光學(xué)、光語(yǔ)分析、激光加工、激光測(cè)距等科技領(lǐng)域都采用脈沖激光器作為光源。脈沖激光器的脈沖寬度已從毫秒和納秒提高到皮秒和飛秒。

    關(guān)于脈沖激光器脈沖寬度的定義，對(duì)于單縱模輸出，其脈沖寬度定義為脈沖高度50%的全脈沖寬度（FWHM）；對(duì)于多模輸出，其脈沖寬度為較佳擬合包絡(luò)脈沖的FWHM。對(duì)于一般脈沖激光器，通?？梢岳靡慌_(tái)帶寬大于350MHz的示波器，和快速光電二極管（升降時(shí)間小于1ns）進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于ps和fs脈沖激光器，則只能使用條紋相機(jī)，或掃描自相關(guān)儀進(jìn)行測(cè)量。掃描自相關(guān)儀是近十多年來(lái)發(fā)展的專門(mén)用于測(cè)量脈沖寬度的新型儀器，具有高分辮率、高靈敏度和使用方便等優(yōu)點(diǎn)。目前已出現(xiàn)多種型號(hào)的自相關(guān)儀可用于探測(cè)超短光學(xué)脈沖的瞬時(shí)寬度，提供較佳的靈敏度和分辮率，適于測(cè)量鎖模染料或藍(lán)寶石激光器的fs脈沖和脈沖半導(dǎo)體激光器或Nd-YAG/YLF激光器的ps脈沖。

    利用http://www.rayscience.com/product-13228.html測(cè)量激光的脈沖寬度，整套系統(tǒng)應(yīng)包括光學(xué)系統(tǒng)和用于控制與顯示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。自相關(guān)儀的光學(xué)系統(tǒng)類似于邁克爾遜干涉儀的結(jié)構(gòu)，可以有兩種形式共線的和非共線的，如圖所示。圖中入射光脈沖經(jīng)分束片分為兩束光，然后分別經(jīng)兩棱鏡反射后再次共軸輸出，即為共線型。

   顯然，調(diào)節(jié)棱鏡的位置可以使兩束光分別有不同的光程，連續(xù)改變棱鏡的位置可以形成一個(gè)脈沖序列對(duì)另一脈沖序列的掃描，形成相關(guān)函數(shù)的波形。選擇倍頻晶體的方向使輸入光E(t)和E(t-τ)一兩束光的波矢量都稍偏離相位匹配方向，因而在單獨(dú)入射時(shí)不產(chǎn)生二次諧波，當(dāng)兩束光同時(shí)入射時(shí)因合成矢量滿足相位匹配條件則產(chǎn)生二次信頻其信號(hào)與兩束光強(qiáng)的乘積有關(guān)，由于倍頻光信號(hào)僅與兩束光強(qiáng)度的乘積項(xiàng)有關(guān)：

   因此所產(chǎn)生的二次諧波，由光電倍增管接收并予記錄。圖所示則是目前應(yīng)用比較廣泛的非共線相關(guān)測(cè)法，其中兩光束通過(guò)透鏡聚焦于晶體上，其二次諧波通過(guò)濾光片和調(diào)節(jié)光闌為光電倍增管接收并予記錄。非共線相關(guān)測(cè)量法能消除背景光，可以達(dá)到較高的測(cè)量精度。

    由此可知，利用光脈沖強(qiáng)度相關(guān)法測(cè)量脈沖寬度，實(shí)質(zhì)上就是把時(shí)間的測(cè)量轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)度的測(cè)量，把光脈沖形狀的測(cè)量轉(zhuǎn)換成相關(guān)函數(shù)是S（τ）動(dòng)波形的測(cè)量，其半寬度的時(shí)間間隔即為脈沖寬度。而自相關(guān)儀的光學(xué)結(jié)構(gòu)則主要由分束片、延遲器、晶體、濾光片和光電倍增管等組成，其中分束片、晶體、濾光片和光電倍增管主要根據(jù)入射激光脈沖和二次諧波波長(zhǎng)的匹配來(lái)選擇。而延遲器則可以采用不同的光學(xué)結(jié)構(gòu)，它們可以是平移直角棱鏡、轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡和轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃平板等，這在下面的實(shí)例中可以看出它們的具體結(jié)構(gòu)。

   根據(jù)激光脈沖寬度的定義，如果將自相關(guān)儀接入示波器，在屏幕上顯示出自相關(guān)曲線的波形，按設(shè)定的示波器時(shí)間基a，由其半寬度的格值可以讀出其半寬度格值（X），而其實(shí)時(shí)值則必須考慮定標(biāo)因子（T/t）（psec/msec），即X（T/t），這里為延遲時(shí)間t為掃描時(shí)間，T/t對(duì)于不同類型的儀器是不同的，參見(jiàn)具體儀器的說(shuō)明書(shū)。實(shí)際的脈沖寬度還要考慮激光脈沖的波形系數(shù)高斯型、雙曲線正割型、單邊指數(shù)型，其變換系數(shù)分別為0.707、0.648、0.5。也就是說(shuō)，如果是高斯型脈沖，則其實(shí)際脈沖寬度為X*（T/t）*a*0.707。上述測(cè)試控制和計(jì)算完全可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

瞬渺光電新推出Avesta的單發(fā)自相關(guān)儀ASF。俄羅斯Avesta公司主要生產(chǎn)和研發(fā)各種超快激光器，超快激光配件以及超快檢測(cè)設(shè)備。他們的ASF自相關(guān)儀采用CCD探測(cè)器。和其他二階自相關(guān)儀一樣，也是通過(guò)探測(cè)倍頻信號(hào)來(lái)獲取輸入光脈沖寬度信息。不同的是，該產(chǎn)品既可測(cè)量高重復(fù)頻率（>10Hz），又可測(cè)量1～10Hz的超快激光放大器，工作波段可選擇700～1300nm（或1300～2000nm），可測(cè)量的脈沖寬度為20～200fs（或200～2000fs）。