本發(fā)明涉及光測量，尤其涉及的是一種超快時空光場測量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、傅里葉變換脈沖調(diào)控技術(shù)借助4f傅里葉變換系統(tǒng)，實現(xiàn)對飛秒脈沖的精細調(diào)控，生成時空結(jié)構(gòu)光場。

2、在對超快時空光場進行測量時，需要具備時間分辨能力的測量手段來全面表征時空光場?，F(xiàn)有技術(shù)中，通?；谛盘柟馀c參考光延時掃描的干涉測量技術(shù)，通過累積大量延時干涉條紋數(shù)據(jù)，實現(xiàn)超快時空光場的重構(gòu)，但是該方法需要調(diào)控信號光與參考光之間的延時，效率低且測量結(jié)果無法滿足準確性的要求。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)需要進一步的改進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述相關(guān)技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種超快時空光場測量系統(tǒng)及方法，克服現(xiàn)有技術(shù)中的超快時空光場的測量系統(tǒng)及方法無法滿足高效且準確的對超快時空光場進行重構(gòu)的缺陷。

2、本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N超快時空光場測量系統(tǒng)，其中，包括：

4、衍射元件，用于對待測激光脈沖和參考脈沖疊加后生成的干涉光場進行色散分離；

5、波長篩選元件，設(shè)置在所述干涉光場的光路上，用于對色散分離后的干涉光場進行波長篩選，得到目標波長的激光光場；

6、成像元件，設(shè)置在所述目標波長的激光光場的光路上，用于獲取目標波長的激光光場對應(yīng)的光場復(fù)振幅信息，以使得光場重建元件根據(jù)所述光場復(fù)振幅信息重建得到所述待測激光脈沖對應(yīng)的光場。

7、可選地，所述衍射元件和波長篩選元件之間還設(shè)置有準直元件；

8、所述準直元件，用于對接收到的色散分離后的干涉光場的光進行準直，并輸出至波長篩選元件。

9、可選地，所述衍射元件為光柵、超表面光柵或液晶光柵；所述準直元件為柱面鏡、超表面柱面鏡、液晶柱面鏡；所述波長篩選元件為狹縫、超表面狹縫或液晶狹縫光柵。

10、可選地，所述干涉光場和目標波長的激光光場的光路上設(shè)置有第一脈沖分束元件；

11、所述待測激光脈沖和參考脈沖疊加后，經(jīng)過第一脈沖分束元件，傳入所述衍射元件；以及，所述目標波長的激光光場從所述波長篩選元件傳出后，入射至所述第一脈沖分束元件，經(jīng)過第一脈沖分束元件后，輸至成像元件。

12、可選地，所述系統(tǒng)還包括第二脈沖分束元件和光譜儀；

13、所述第二脈沖分束元件位于所述第一脈沖分束元件和成像元件之間，用于接收所述第一脈沖分束元件輸出的光束，并將所述光束分出兩部分，一部分光束輸入至成像元件，另一部分輸入至光譜儀；

14、所述光譜儀位于所述第二脈沖分束元件的一個側(cè)邊，用于接收第二脈沖分束元件分出的光束，用于檢測接收到光束對應(yīng)的波長。

15、可選地，所述系統(tǒng)還包括：反射元件；

16、所述反射元件位于波長篩選元件輸出目標波長的激光光場的光路上，用于對接收到的目標波長的激光光場內(nèi)的光進行反射，以使得反射光依次經(jīng)過準直元件和衍射元件輸入至第一脈沖分束元件。

17、可選地，所述第一脈沖分束元件和第二脈沖分束元件均為半反半透鏡。

18、可選地，所述成像元件為彩色ccd相機，所述光場重建元件為計算機。

19、第二方面，本申請公開了一種超快時空光場測量方法，其中，包括：

20、對待測激光脈沖和參考脈沖疊加后生成的干涉光場進行色散分離；

21、對色散分離后的干涉光場進行波長篩選，得到目標波長的激光光場；

22、獲取目標波長的激光光場對應(yīng)的光場復(fù)振幅信息；

23、根據(jù)所述光場復(fù)振幅信息重建得到所述待測激光脈沖對應(yīng)的光場。

24、可選地，所述對色散分離后的干涉光場進行波長篩選，得到目標波長的激光光場的步驟具體為：

25、對干涉光場入射的狹縫位置進行調(diào)整，篩選出目標波長的激光光場。

26、有益效果：

27、本實施例公開了一種超快時空光場測量系統(tǒng)及方法，利用衍射元件對對待測激光脈沖和參考脈沖疊加后生成的干涉光場進行色散分離，再利用波長篩選元件對色散分離后的干涉光場進行波長篩選，得到目標波長的激光光場，獲取目標波長的激光光場對應(yīng)的光場復(fù)振幅信息；根據(jù)所述光場復(fù)振幅信息重建得到所述待測激光脈沖對應(yīng)的光場。本實施例公開的系統(tǒng)及方法，不需要調(diào)控被測激光脈沖中信號光與參考光之間的延遲，只需要使得同頻分量在同一空間位置發(fā)生干涉，獲取各頻率的干涉圖樣，便可以重構(gòu)出超快時空光場。本申請所提供的方法具有實現(xiàn)方便、抗干擾、低背景噪聲、數(shù)據(jù)量低、測量效率高且測量結(jié)果準確性高的特點。

技術(shù)特征：

1.一種超快時空光場測量系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快時空光場測量系統(tǒng)，其特征在于，所述衍射元件和波長篩選元件之間還設(shè)置有準直元件；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超快時空光場測量系統(tǒng)，其特征在于，所述衍射元件為光柵、超表面光柵或液晶光柵；所述準直元件為柱面鏡、超表面柱面鏡、液晶柱面鏡；所述波長篩選元件為狹縫、超表面狹縫或液晶狹縫光柵。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快時空光場測量系統(tǒng)，其特征在于，所述干涉光場和目標波長的激光光場的光路上設(shè)置有第一脈沖分束元件；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超快時空光場測量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第二脈沖分束元件和光譜儀；

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的超快時空光場測量系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：反射元件；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超快時空光場測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一脈沖分束元件和第二脈沖分束元件均為半反半透鏡。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快時空光場測量系統(tǒng)，其特征在于，所述成像元件為彩色ccd相機，所述光場重建元件為計算機。

9.一種超快時空光場測量方法，其特征在于，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超快時空光場測量方法，其特征在于，所述對色散分離后的干涉光場進行波長篩選，得到目標波長的激光光場的步驟具體為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種超快時空光場測量系統(tǒng)及方法，對待測激光脈沖和參考脈沖疊加后生成的干涉光場進行色散分離，再利用波長篩選元件對色散分離后的干涉光場進行波長篩選，得到目標波長的激光光場，獲取目標波長的激光光場對應(yīng)的光場復(fù)振幅信息；根據(jù)所述光場復(fù)振幅信息重建得到所述待測激光脈沖對應(yīng)的光場。本發(fā)明公開的系統(tǒng)及方法不需要調(diào)控被測激光脈沖中信號光與參考光之間的延遲，只需要使得同頻分量在同一空間位置發(fā)生干涉，獲取各頻率的干涉圖樣，便可以重構(gòu)出超快時空光場。本申請所提供的方法具有實現(xiàn)方便、抗干擾、低背景噪聲、數(shù)據(jù)量低、測量效率高且測量結(jié)果準確性高的特點。

技術(shù)研發(fā)人員：閔長俊,張子昂,周張鈺,張碩碩,賴俊威,倪潔蕾,張聿全
受保護的技術(shù)使用者：深圳大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/20