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一文揭秘超短脈沖測量儀Frog的核心是什么

發布時間:2020-10-19瀏覽:726次
   超短脈沖測量儀Frog于測量超短激光脈沖。它能產生脈沖強度和相位與時間、光譜和光譜相位的關系,具有很高的準確性和可靠性,不需要對脈沖進行任何假設。它測量的是實際脈沖,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行診斷,因此一般使用間接測量技術,比如自相關儀、SPIDER、FROG等。
  由于電子元件響應速度只能達到納秒量級,因此對于納秒量級以下的測試是無能為力的。然而,隨著調Q技術與鎖模技術的發展,以及業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驗室研究當中。如何測試飛秒級別的激光器,使用自相關技術是業界的標準。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90年代發展起來的頻率分辨光學開關方法(FROG)。
  Frog除了使用光譜儀探測倍頻信號,它還使用數學方法,把脈沖激光的相位與波形還原出來,也即數學上的二維相位恢復算法。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,實現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),其發明人為Daniel J. Kane,其為MesaPhotonics公司創始人,這套算法影響了很多FROG職責廠商,包括Swamp Optics公司的產品,也是兼容Mesaphotonics公司的軟件的。
  Frog技術,就是為了解決相位分布而產生的。FROG光路與自相關儀差不多,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產品特性:
  脈沖強度和相位隨時間的變化,
  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,
  實時強度和相位數據獲取,
  USB即插即用。
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