【摘要】：超短脈沖技術不斷突破,其時間寬度越來越窄、峰值功率越來越高,使得超短脈沖在各個研究領域的應用場景更加廣闊。但是在這些應用中,需要獲得脈沖的脈寬、位相等詳細參數(shù),因此超短脈沖的精確測量就變得尤為重要。由于超短脈沖測量系統(tǒng)中透射元件的存在,脈沖經(jīng)過測量系統(tǒng)將被展寬,使測量結果中存在較大的誤差。針對脈沖測量中的展寬問題,本文基于單發(fā)頻率分辨光學開關法的光路系統(tǒng),研究了該測量系統(tǒng)的脈沖傳輸特點,設計了一種全反式超短脈沖測量系統(tǒng)。本文主要的工作有以下幾個方面:首先,研究了超短脈沖測量的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀,介紹了單發(fā)頻率分辨光學開關法的理論基礎,主要包括瞬態(tài)耦合波動方程、自相關信號的產(chǎn)生機理以及脈沖解調程序的理論運算和系統(tǒng)定標理論。其次,根據(jù)單發(fā)頻率分辨光學開關法的脈沖傳輸特點,設計了一種全反式超短脈沖測量系統(tǒng)。利用菲涅耳雙面鏡產(chǎn)生時間延遲,柱面反射鏡以及薄晶體和光柵產(chǎn)生光譜,避免了系統(tǒng)中色散的產(chǎn)生。在滿足采樣率的前提下,對FROG跡線采樣范圍進行分析,獲得測量系統(tǒng)所需的時間延遲和倍頻帶寬,并以此為約束條件,推導了待測脈沖的脈沖寬度與菲涅耳雙面鏡和柱面反射鏡參數(shù)的關系。最后,搭建了全反式測量系統(tǒng)以及雙脈沖定標的產(chǎn)生裝置。根據(jù)雙脈沖定標理論的推導運算確定了全反式測量系統(tǒng)的波長定標數(shù)值和頻率定標數(shù)值;通過對理想FROG跡線的預處理,檢驗了脈沖解調算法的準確性及去噪處理的重要性。反射式測量系統(tǒng)獲得的光譜與實驗實測光譜高度吻合說明了測量結果的正確性,同時解調脈沖的位相近似為一條直線,說明所測脈沖中不包含啁啾,表明測量系統(tǒng)不引入色散。根據(jù)實驗測量FROG跡線的解調結果,說明本文提出的全反式測量系統(tǒng)有效的提高了對超短脈沖的測量能力。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O439
【圖文】：

圖 1-1 FROG 光路圖Fig. 1-1 The optical path of FROG首先對 FROG 跡線進行傅里葉變換轉化為強度分布，然后與實際 FROG行對比，以實際結果替換掉理論值后，再將處理后的數(shù)據(jù)進行傅里葉逆變換到一個新的高斯脈沖，此過程就是一次迭代脈沖，如此經(jīng)過多次往復，直到

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