高功率激光裝置中，脈沖波形的準(zhǔn)確測量對(duì)于評(píng)估裝置輸出性能和物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析具有重要意義。傳統(tǒng)的透鏡耦合單模光纖測量方式抗干擾能力強(qiáng)，但近場耦合效率低，測量結(jié)果難以反映光束近場的整體時(shí)間波形;可采用光束聚焦后直接進(jìn)入大口徑真空光電管的方法測量，結(jié)果準(zhǔn)確，但抗干擾能力和經(jīng)濟(jì)性較差。

　　調(diào)頻脈沖波形測量系統(tǒng)應(yīng)具備三個(gè)特性方能滿足波形準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)測量的需要：一、近場取樣比例應(yīng)盡可能高以消除奇異點(diǎn)對(duì)測量結(jié)果的影響;二、具備較強(qiáng)的抗電磁干擾能力;三、可進(jìn)行多光路測量設(shè)備復(fù)用。

　　中國工程物理研究院激光聚變研究中心激光參數(shù)測量課題組提出了一種基于陣列透鏡和大芯徑高帶寬光纖集束的調(diào)頻脈沖測量方法。該方法通過大芯徑高帶寬多模光纖提供較大的接收孔徑，利用陣列透鏡子孔徑拼接取樣方式降低取樣光斑在光纖端面的漂移，兩者相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了光束近場能量到光纖集束的高效穩(wěn)定耦合，完成了脈沖的高對(duì)比度保真測量，為大型激光裝置調(diào)頻脈沖波形準(zhǔn)確測量提供了技術(shù)路徑。

　　圖1 波形測試系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖

　　對(duì)調(diào)頻脈沖的實(shí)際測試效果如圖2所示，在不同的輸入波形下陣列透鏡耦合光纖集束取樣測量得到的時(shí)間波形均與近場全口徑聚焦取樣測量得到的波形一致。這表明本技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)光束近場整體時(shí)間特性的保真測量;光纖集束輸出幅值可達(dá)6.3 V，如使用功分器將此信號(hào)分為兩路后單路幅值為3.15 V，示波器能夠明顯分辨識(shí)別的信號(hào)最小幅度為約5 mV，波形保真測量的對(duì)比度為630:1.

　　圖2 調(diào)頻脈沖波形測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(a)輸入波形無幅度調(diào)制;(b)輸入波形有幅度調(diào)制

　　該研究結(jié)果為高功率激光裝置波形測量系統(tǒng)的建設(shè)提供了技術(shù)支撐，并能夠有效降低波形測量系統(tǒng)的建設(shè)成本。

     該方法采用陣列透鏡進(jìn)行取樣，漸變折射率多模光纖集束進(jìn)行傳輸，其系統(tǒng)原理如圖1所示。光路A束組中任一光路的光束經(jīng)一個(gè)3×3排布的微透鏡陣列耦合到光纖集束中并長程傳輸?shù)秸婵展怆姽?，真空光電管完成被測光束光電轉(zhuǎn)換后將輸出電信號(hào)接入功率分配器和示波器，示波器記錄光電管的輸出信號(hào)從而完成該路激光脈沖波形的測量，多路光束間通過控制光纖集束的長度實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用測量。

      參考文獻(xiàn)： 中國光學(xué)期刊網(wǎng) 

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