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一文揭秘超短脉冲测量仪Frog的核心是什么

发布时间:2020-10-19浏览:65次
   超短脉冲测量仪Frog专用于测量超短激光脉冲。它能产生脉冲强度和相位与时间、光谱和光谱相位的关系,具有很高的准确性和可靠性,不需要对脉冲进行任何假设。它测量的是实际脉冲,而不是相干伪波,此外,它还测量了光束的空间轮廓。
  超短脉冲测量仪Frog的诊断和测量是超快激光核心技术之一。由于超快脉冲宽度在皮秒或飞秒量级,不可以使用直接探测的方式进行诊断,因此一般使用间接测量技术,比如自相关仪、SPIDER、FROG等。
  由于电子元件响应速度只能达到纳秒量级,因此对于纳秒量级以下的测试是无能为力的。然而,随着调Q技术与锁模技术的发展,以及业界对超短脉冲激光器的要求,超快激光的脉宽不断压缩,飞秒级别的激光器以及制作出来,而阿秒级别的激光器也在实验室研究当中。如何测试飞秒级别的激光器,使用自相关技术是业界的标准。然而,脉宽测试只是超短脉冲激光一方面的特性,涉及到相位,啁啾,脉冲波形等物理量的研究,需要使用20世纪90年代发展起来的频率分辨光学开关方法(FROG)。
  Frog除了使用光谱仪探测倍频信号,它还使用数学方法,把脉冲激光的相位与波形还原出来,也即数学上的二维相位恢复算法。具体来说就是迭代,通过傅里叶变换,把脉冲波形变成频率上的分布,并估算其相位,得出来的FROG踪迹图与测试图对比,通过不断的迭代,最终使两者差值最小,实现脉冲激光的相位测试。FROG方法涉及到一套核心算法(广义投影算法),其发明人为Daniel J. Kane,其为MesaPhotonics公司创始人,这套算法影响了很多FROG职责厂商,包括Swamp Optics公司的产品,也是兼容Mesaphotonics公司的软件的。
  Frog技术,就是为了解决相位分布而产生的。FROG光路与自相关仪差不多,但是FROG的核心是频率分辨,即需要测试光的频率,所以FROG的接收端由自相关仪的光电传感器改为光谱仪,除此以外,光路图是一样的。
  超短脉冲测量仪Frog产品特性:
  脉冲强度和相位随时间的变化,
  脉冲光谱和光谱相位随波长变化特性,
  光束空间轮廓测量,
  近似空间啁啾测量,
  脉冲前沿倾斜,
  测量自相关,
  实时强度和相位数据获取,
  USB即插即用。
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