【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及于光學信號測量領域，具體涉及一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關的裝置及其測量方法。
技術介紹
1、脈沖寬度是超短激光的關鍵參數，其數值直接決定了激光的能量和光譜特征。超短脈沖激光持續時間通常在飛秒量級，具有脈沖寬度短、峰值功率高、光譜范圍寬等優點，成為認識各種微觀超快過程的有效手段。高峰值功率的超短脈沖激光在超精密微納加工、超快測試、高功率脈沖太赫茲譜生成等領域具有重要的應用價值。
2、基于菲涅耳雙棱鏡頻率分辨光學開關法是目前主流的測試方法。其具有系統簡單，測量參數多等優點，是測量分析超短脈沖激光的發展方向之一。然而，由于柱透鏡及普通的菲涅耳雙棱鏡很容易造成色散的現象，從而導致激光脈沖寬度增加，這就使得最終不能準確的獲得超短激光脈沖寬度，影響系統探測的準確性。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置及方法，通過在基礎頻率分辨光學開關法裝置的基礎上增加了凹形柱面反射鏡和反射式的菲涅耳雙棱鏡，從而極大的減小光路運行中產生的色散，以此避免由于色散導致的激光脈沖寬度的增加，提高測量準確度。
2、為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案為：一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于，依次包括
3、光路系統，用于提供光束；
4、凹形柱面反射鏡，其凹形柱面反射鏡位于所述光路系統光束上，所述凹形柱面反射鏡傾斜設于待測元器件上方；
5、菲
6、非線性晶體，其位于所述凹形柱面反射鏡的焦點和菲涅耳雙棱鏡分光后的重合處；
7、膠合透鏡，其膠合透鏡為前后兩塊柱透鏡粘合在一起，包括前柱透鏡和后柱透鏡，所述膠合透鏡中的前柱透鏡焦距是后柱透鏡焦距的兩倍；
8、狹縫，其位于所述膠合透鏡的后柱透鏡焦面處，用于過濾信號；
9、ccd探測器，其位于所述膠合透鏡的前柱透鏡焦面處。
10、優選的，所述膠合透鏡中前柱透鏡為用于產生頻域光譜圖的垂直方向聚焦，后柱透鏡為用于產生時域脈寬圖的水平方向聚焦，兩者在所述ccd探測器面上疊加，形成frog行跡圖
11、優選的，所述基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置還包括濾波片，其濾波片位于所述膠合透鏡和所述非線性晶體之間。
12、優選的，所述菲涅耳雙棱鏡、非線性晶體、濾波片、膠合透鏡以及狹縫相對光學平臺或儀器底座同軸等高。
13、優選的，所述狹縫用于濾掉倍頻信號。
14、優選的，所述非線性晶體隨著反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置產生的二次諧波進行俯仰角調節。
15、優選的，所述光路系統為超短激光脈沖
16、優選的，一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關方法，采用一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特點是，
17、步驟s1：在垂直方向的成像，超短激光脈沖進入測量系統，該超短激光脈沖首先經過凹形柱面反射鏡聚焦，其焦點位于非線性晶體表面，該光束進入非線性晶體通過晶體相位匹配效應進行頻譜分光，其頻譜分光后通過所述膠合透鏡中第一面透鏡中前柱透鏡，再通過狹縫濾掉倍頻信號，使其垂直入射到面陣ccd探測器上，完成系統在垂直方向的成像；
18、步驟s2：在水平方向的成像，超短激光脈沖進入測量系統，該超短激光脈沖先通過凹形柱面反射鏡之后，該脈沖光束垂直進入菲涅耳雙棱鏡，通過菲涅耳雙棱鏡將光分成兩束相干光進入非線性晶體并相交干涉產生二次諧波，該非線性晶體將光束出射后，通過膠合透鏡中后柱透鏡后，該光束在所述ccd探測器前的焦點處匯聚，該光束通過濾波片將基頻過濾后，倍頻光束入射到面陣ccd探測器上，完成系統在水平方向的成像。
19、優選的，所述步驟s1中其焦點位于非線性晶體表面時該光束寬度最小。
20、優選的，所述步驟s1中其光束進入非線性晶體后，超短激光脈沖中不同波長的成分在垂直方向以不同的角度出射。
21、反射光路設置的凹形柱面反射鏡、反射式菲涅耳雙棱鏡，同時和頻率分辨光學開關法的裝置非線性晶體、濾波片、膠合透鏡，狹縫，ccd探測器構成；其中凹形柱面反射鏡在其他元器件上方呈傾斜，反射式菲涅耳雙棱鏡在非線性晶體的前面，同時非線性晶體所處位置需要在凹形柱面反射鏡的焦點和反射式菲涅耳雙棱鏡分光后的重合處，濾波片位于非線性晶體之后，膠合透鏡位于濾波片之后，狹縫在膠合后柱透鏡焦距的中間處，ccd探測器位于膠合前柱透鏡的焦點處，除凹形柱面反射鏡外的光學元件相對于基底同軸等高，即相對于光學平臺或儀器底座同軸等高。
22、膠合透鏡中的前柱透鏡焦距是后柱透鏡焦距的兩倍。膠合透鏡中是由兩塊柱面鏡粘合在一起，同時前后兩塊柱透鏡在不同的方向軸上具有不同的功能，前柱透鏡為側視圖方向、垂直方向或者y向聚焦，其用于產生頻域光譜圖，后柱透鏡為俯視圖方向、水平方向或者x方向聚焦，其用于產生時域脈寬圖，兩者在面陣ccd探測器面上疊加。
23、非線性晶體需要微微調節俯仰角，因為二次諧波的產生效率與之有關，要調節到二次諧波的產生效率最高時。反射式菲涅耳雙棱鏡將光束從光束中央分成了兩束然后將其聚焦在晶體上，如果光束不是入射在菲涅耳雙棱鏡的中心，則分成的兩束光束不同大小，交疊在晶體上產生的信號即?frog就不是關于中心對稱的，因此必須在與光束垂直的方向上仔細調節反射式菲涅耳雙棱鏡的位置使其均分入射光束。標準的判斷方法是使用?ccd探測器接受?frog圖像，調節菲涅耳雙棱鏡使?frog圖像左右對稱。
24、本專利技術的優點在于：本專利技術通過在基礎頻率分辨光學開關法裝置的基礎上增加了凹形柱面反射鏡和反射式的菲涅耳雙棱鏡，從而該系統能夠有效的抑制光學色散，極大的避免色散導致的激光脈沖寬度的增加，提高ccd探測器探測到的準確性。
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1.一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于，依次包括
2.如權利要求1所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于：所述膠合透鏡（5）中前柱透鏡為用于產生頻域光譜圖的垂直方向聚焦，后柱透鏡為用于產生時域脈寬圖的水平方向聚焦，兩者在所述CCD探測器（7）面上疊加，形成FROG行跡圖。
3.如權利要求1所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于：所述基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置還包括濾波片（4），其濾波片（4）位于所述膠合透鏡（5）和所述非線性晶體（3）之間。
4.如權利要求3所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于：所述菲涅耳雙棱鏡（2）、非線性晶體（3）、濾波片（4）、膠合透鏡（5）以及狹縫（6）相對光學平臺或儀器底座同軸等高。
5.如權利要求1所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于：所述狹縫（6）用于濾掉倍頻信號。
6.如權利要求1所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝
7.如權利要求1所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于：所述光路系統為超短激光脈沖。
8.一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關方法，采用如權利要求1至7其中任何一項所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于，
9.如權利要求8所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關方法，其特征在于：所述步驟S1中其焦點位于非線性晶體（3）表面時該光束寬度最小。
10.如權利要求8所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關方法，其特征在于：所述步驟S1中其光束進入非線性晶體（3）后，超短激光脈沖中不同波長的成分在垂直方向以不同的角度出射。
...【技術特征摘要】
1.一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于，依次包括
2.如權利要求1所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于：所述膠合透鏡（5）中前柱透鏡為用于產生頻域光譜圖的垂直方向聚焦，后柱透鏡為用于產生時域脈寬圖的水平方向聚焦，兩者在所述ccd探測器（7）面上疊加，形成frog行跡圖。
3.如權利要求1所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于：所述基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置還包括濾波片（4），其濾波片（4）位于所述膠合透鏡（5）和所述非線性晶體（3）之間。
4.如權利要求3所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于：所述菲涅耳雙棱鏡（2）、非線性晶體（3）、濾波片（4）、膠合透鏡（5）以及狹縫（6）相對光學平臺或儀器底座同軸等高。
5.如權利要求1所述的一種基于反射型菲涅耳雙棱鏡的頻率分辨光學開關裝置，其特征在于：...
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