脉冲激光器参数测量方法_精品文档资料下载.pdf

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3脉冲激光器脉冲宽度的测试1前言目前脉冲激光器已在科学研究、工业生产各领域，如快速反应动力学、光谱分析、医学等方面，得到越来越广泛的应用。

为了保证实验的可靠性和测试精度，有必要对脉冲激光器（无论是纳秒和皮秒激光器）的诸多性能参数，如能量、脉冲宽度、线宽、光束质量等进行测试，而对于脉冲调谐激光器则还应对调谐范围、波长定标等参数作补充测试。

2，脉冲激光器的能量测试脉冲激光器的脉冲能量是指100的脉冲，脉冲激光器无论是纳秒还是皮秒，都可以采用热电偶能量计进行测量（如Scientech或Molectron公司）波长覆盖范围可从200ram到lOm，而对于OPG激光器，其输出能量则可以采用激光精密热电能量计（一7200型）进行测量。

激光器输出能量除了脉冲能量（村）外，还要测定能量的稳定性，以+一表示。

能量稳定性有长期和短期之分。

短期能量稳定性以1000次脉冲中有多少次达到规定范围表示，如1000次脉冲中有999次达标，即为999，一般利用上升和下降时间小于lns的快速光电二极管与储存示波器结合进行测量；

长期稳定性则利用能量计进行检测，并由记录脉冲激光器如果是单纵模（SLM）输出，SLM脉冲宽度定义为脉冲高度为50处的全脉冲宽度（FW卜玎）；

如果是多模输出，脉冲宽度是最佳拟合包络线的FWHM，脉冲宽度的测量可利用宽度大于等于350MHz的示波器，并配以上升和下降时问小于lns的快速光电二极管进行测量。

如果是皮秒脉冲激光器，亦可以利用瞬时分辨率小于2ps的条纹相机（如滨松的M1752型）进行测量。

而脉冲激光器脉冲宽度测量的最佳选择则是扫描式自相关仪，如美国FemtochromeRearch公司的103系列自相关仪。

4脉冲激光器的线宽测试脉冲激光器的线宽定义是频率带宽最大值一半的全宽度（厂玎）。

脉冲宽度与带宽乘积的最大值决定于分布的形状。

对于一变换的高斯脉冲，这乘积应是大于等于044。

激光脉冲的单次线宽可以采用法布里一泊罗标准具和二极管列阵或CCD照相机测量。

积分线宽则由测量长焦距镜头焦点处的同心圆环决定，这时可以利用光电二极管和采样保持电路。

干涉圆环可由记录仪记录下来。

带有种子的YAG激光脉冲的频率漂移定义为种子器的漂移，直接受到其温度漂移大小的影响，这漂移值可以利用光电二极管探测标准具干涉仪的峰值变化值得到（连续8小时由记录仪进行记录）。

对于可调谐脉冲激光器例如CONTINUUMND6000型染料激光器，积分线宽就是由12焦距镜头焦面上1cm固体标准具（FSR=03cm）的同，心干涉环宽度测得，利用光电二极管配以采样保持电路进行测量，这时激光以0003As到0005As的速度进行扫描，干涉环的结构以6cmmin记录其特性曲线。

对于CONTINUUMSUNLITE输出（400nm1000nm），通常可以由勃莱（BURLEIGH）公司的脉冲激光光谱分析仪（PLSA一3500型，分辨率优于0Olcm）进行测量。

对于线宽很窄的可调谐脉冲激光器（例如500MHz=0015cm），一般在生产时不再测量了。

5脉冲激光器的光束质量测试脉冲激光器的光束质量主要是：

发散角，光束定位稳定性，光束空间轮廓（分布）等。

一38一上海计量测试61999美国莱特太平洋公司中国技术服务中心唐佩华性能参数的测试激光器维普资讯http:

/计量与检测51光束发散角（tad）光束发散角的定义是激光束随着离开出射光孔距离的增大而扩展，通常可以利用光束轮廓仪测量（以光束能量1e2（86）为准）。

52光束定位稳定性（rad）光束定位稳定性定义为光束以最大立体角50次脉冲在远场的位移，通常利用光束轮廓仪测量，探测其物镜焦平面上能量面心的移动量。

53光束空间轮廓（拟合成高斯型）这是根据近场和远场轮廓定义的，近场距离激光器出射光孔lm，远场则是lm的任何距离。

近场光束轮廓一般由于激光器谐振腔中有限孔径的衍射而具有较大的变换（调制）。

近场轮廓通常利用市场有的光束轮廓仪在离激光器出射光孔大约05m处进行测量，然后用最小二乘法将轮廓拟合为高斯轮廓，完全拟舍的相关系数为1。

远场轮廓可以在输出光束中安置一物镜，然后在物镜焦平面处进行测量，而轮廓拟舍的高斯相关系数与近场时相同。

6脉冲激光器的其它参数测试脉冲激光器的其它参数还有：

Q开关抖动和偏振比等，下面作简单说明。

所谓Q开关抖动就是激光器脉冲与Q开关启动同步的偏差，以100次脉冲计算。

抖动由Q开关信号与激光器脉冲峰值进行比较，利用快速光电二极管（50一lOOps上升时间，即滨松光电管R1328U一01型）检测，并显示在快速（1GHz带宽）示波器上（qvTEKTRONIX7104型）。

62偏振比这是S（垂直）与P（水平）偏振之比，它可以利用格兰一泰勒偏振器和能量计或光电二极管（配置一套中性密度滤光片）进行测量。

7，可调谐脉冲激光器的调谐范围和波长定标染料激光器或OPO系统的波长范围是能够调谐的，这类激光器的输出波长可以由普通的单色仪进行校验。

为了提高测量精度，也可以采用wA一4500型勃莱脉冲激光波长计。

8几种脉冲激光器的性能指标下面附录几种美国COTINUUM公司生产的脉冲激光器的性能指标供参考。

9结束语脉冲激光器最近几年得到很大的发展和广泛的应用，本文简述脉冲激光器性能参数的测试方法和61脉冲激光器Q开关抖动定义，供我国验收引进激光器和制定相应标准参考Minilite一Surelite一10Powerlite9050PowerlitePlusEP0500oPY611O重复率11510501005o0010能量（mJ）1064nm5065012o030o00225532nm253oo6o015oo0110355nm81603508000024266nm4707516000l52脉冲宽度（ns）1064run57575959340532nm354648483355nm354637373266nm354636363线宽（crn）标准型10101010LNE0202注入种子光0o030003发散角（mrads）3060504504光束定位稳定性1o03010o50（t*rad）抖动一05ns一05ns一06ns+一05ns+一i0ns能量稳定性（+）1064nm22530251532nm33545354355nm44560407266nm81090808近场远场070095光束空间轮廓065090070095（上海计量测试）6199939维普资讯http:

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