中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
以傅里叶变换极限脉冲作参考脉冲，利用单次测量分析法对复杂的皮秒脉冲进行测量,用窗口傅里叶变换代替傅里叶变换对干涉条纹进行时间-频率分析，直接提取出复杂脉冲的啁啾特性或光谱成分，将光谱图中的功率密度S(ω, t)沿ω轴求和重建脉冲的时域包络.分别用该方法和传统频域干涉测量法测量一个线性啁啾脉冲和一个复杂脉冲.结果表明，该方法可实现复杂整形脉冲的实时测量，且时间分辨率为70 fs.
超快光学 超短脉冲测量 频域干涉测量法 窗口傅里叶变换 线性啁啾脉冲 Ultrafast optics Measurements of ultrashort pulses Spectral interferometry Short time Fourier transform Linear chirped pulse
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 冲击波物理与爆轰物理重点实验室， 四川 绵阳 621900
基于白光频域干涉的基本原理，提出了一种可实现高分辨率和大台阶高度测量的方法，利用该方法进行台阶高度测量时，其测量范围取决于所用干涉光源的中心波长和光谱仪的分辨率，可达mm量级。在原理验证性实验中，利用该方法已经实现了最大高度为298.57 μm的台阶高度测量，多次重复测量的标准偏差不超过0.03 μm，最大均方根误差为0.94 μm，实验测量结果与台阶高度真实值具有很好的一致性。
台阶 高度测量 频域干涉 量块 step height measurements frequency domain interferometry gauge block 强激光与粒子束
2015, 27(9): 091007
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 哈尔滨工业大学物理系, 黑龙江 哈尔滨 150001
利用啁啾脉冲的频域干涉测量技术，可实现对超快光学瞬态过程的单发诊断，此方法的时间分辨率和单发时间测量范围分别与啁啾脉冲的谱宽和脉冲宽度及光谱仪的工作性能有关。当两束线性啁啾脉冲进入光谱仪后，相同的频谱成分会发生干涉形成频谱干涉条纹，如果其中一束脉冲受到外界扰动的影响，可根据干涉条纹的形状重构出扰动的具体形式。理论研究和数值模拟了由频谱干涉图重构外界附加扰动的过程，模拟结果显示重构出的扰动同附加的真实扰动符合得较好；在频谱记录面有限的情况下，重构出的扰动信号带有强烈的振荡，通过平滑处理有效地抑制了振荡。
测量 频域干涉 信号重构 傅里叶变换 啁啾脉冲
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
为探索研究飞秒激光在材料中驱动冲击波的相关特性，采用激光脉冲频域干涉测试技术对脉冲宽度35 fs、脉冲能量0.7 mJ、功率密度1014 W/cm2量级的飞秒激光脉冲在200 nm厚铝膜中驱动冲击波的过程进行了实验测量。通过测量冲击波在铝膜中的渡越时间，获得激光脉冲在铝材料中驱动的冲击波平均速度约为6 km/s；通过对不同时刻铝膜自由面频域干涉场测量结果的分析，获得铝材料自由表面速度达1 km/s，根据平面冲击波的关系，推算其冲击压强达到9 GPa。
飞秒激光 冲击波 频域干涉 铝膜 femtosecond laser shock wave frequency-domain interferometry aluminum film
中国工程物理研究院 流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室, 四川 绵阳 621900
介绍了一种具有fs时间分辨力的超短脉冲激光频域干涉测试技术, 详细论述了该技术的工作原理和系统构成, 指出传输时间差和相位差是影响频域干涉条纹周期的主要因素。采用脉冲激光频域干涉仪测量了200 nm厚度铝膜在波长800 nm、单脉冲能量0.7 mJ、脉宽35 fs脉冲激光作用下的运动速度剖面。在单次飞秒脉冲激光作用下, 铝膜自由面的运动速度峰值可达960 m/s, 速度剖面的上升前沿小于5.77 ps,表明脉冲激光频域干涉技术可用于测量材料在超快脉冲激光作用下的冲击动力学参数。
飞秒激光 频域干涉 相位剖面 速度剖面 femtosecond pulse frequency-domain interferometry phase profile velocity profile
中国工程物理研究院流体物理研究所 冲击波物理与爆轰物理实验室,四川 绵阳 621900
通过对频域干涉原理的深入研究,本文提出了一种超快时间分辨力的脉冲激光频域干涉技术。采用该技术方法可精确同步泵浦－探测实验中泵浦脉冲和探测脉冲的传输时间,其同步精度与脉冲激光器脉宽相当。本文详细论述了频域干涉技术的系统构成和工作原理,数值模拟了飞秒脉冲激光频域干涉仪的输出信号,指出当频域干涉仪输出的条纹数最少时,两脉冲之间的传输时间差即达到最小,最后通过动态实验验证了理论推导结果。
飞秒脉冲激光 频域干涉 时间分辨力 泵浦探测实验 femtosecond pulse frequency-domain interferometry time resolution pump-probe experiment
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
A dispersive white-light spectral interferometer for precise measurements of the phase properties of multilayer thin film structures is built. A novel wavelet-based differentiation approach that considerably resists measurement error of group delay (GD) and group delay dispersion (GDD) is introduced. Versatile applications beyond phase measurement of the apparatus are demonstrated, including piezoelectric coefficient determination and physical thickness retrieval. With the increase of demand for thin film structures with specific phase properties, this white-light spectral interferometer can play an important role in future thin film industry.
频域干涉 频谱分析 光学薄膜 100.6640 Superresolution 210.4770 Optical recording 180.1790 Confocal microscopy Chinese Optics Letters
2010, 8(s1): 99
天津大学 精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室 光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072
基于飞秒激光脉冲产生的宽带光谱和马赫-曾德尔干涉仪的实验装置,利用频域干涉法测量了光子晶体光纤(PCF)在800和1040 nm波长附近的色散特性,并与有限元法(FEM)计算结果相参照,证明了该频域干涉测量装置具有良好的测量精度和实用性。
光纤光学 光子晶体光纤 频域干涉法 有限元法 色散
