Способ измерения параметров пикосекундных оптических импульсных сигналов

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПИКОСЕКУНДНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ, основан, ный на преобразовании оптических сигналов в электрические с поспецуюшим их преобразованием в изображения на экра. нах ЭЛТ, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и точности измерений при исследовании однократного цуга пикосекундных импульсов , исследуемый цуг импульсных сигна- I лов подают последовательно на сигнальные пластины однолучевой ЭЛТ и на первые сигнальные пластины цвухлучевой ЭЛТ, формируют импульсы развертки двух длительностей - быстрой развертки С 5.р ) и медленной развертки ( м.р ), момент начала импульса медленной развертки определяют как момент начала исследуемого цуга импульсов, а длительности этих разверток определяют соотношением v и пТц

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU(iII д(д ) G 01 и 29/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

: . м;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двторсному свидетельствм (21) 3446006/18-21 (22) 28.05.82 (46) 15.10,83, Бюл. М 38 (72) К. П. Аверьянов, Ю. В. Сперанский. Б, Я. Бурцаев, С. Ф. Чалкнн и В. П. Чураков (53) 681.3.08 (088,8) (56) 1. Акимов Ю. А., Анцреева Л. И. и цр,. Научные труцы ВНИИОФИ. Сер. В, . вып. 2, М., 1973, с. 27.

2. Авторское свицетепьство СССР № 577595, кп. Н 0 l 5,3/00, G. Ol К 29/02, 1976.. (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПА

РАМЕТРОВ ПИКОСЕКУНДНЫХ ОПТИЧЕС

КИХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ, основюм» ный на преобразовании оптических.сигна пов в электрические с поспецуюиптм их преобразованием в иэображения на экра нах ЭЛТ, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с цепью повышения достоверности и точности измерений при исспедовании оцнократного цуга пикосекунцных импупь сов, исспецуемый пуг импупьсных сигна цов поцают поспецоватепьно на сигнапь ные пластины оцнопучевой ЭЛТ и на пер вые сигнапьные пластины цвухпучевой

ЭЛТ, формируют импупьсы развертки цвух длительностей - быстрой развертки (х ) и медленной развертки (с„.р ), момейт начала импупьса мецпенной развертки опрецепяют как момент начала исспецуемого цуга импупьсов, а цпитепьности этих разверток опрецепяют соотношением л мр. ц — > (025-0,5) и где h - число импульсов в цуге. и

Ф

1ц - цпитепьность импупьса в цуге; н - периоц повторения импуцьсов в цуге, причем импупьс медленной развертки поцают на временные пластины второй

ЭЛТ, при этом формируют импупьс быст рой развертки, эацержанный на время л

0- 1 щ,, относитепьно начала исспецуемого цуга, затем импупьс быстрой развертки подают на временные ппастины первой оцнопучевой ЭЛТ и послецоватепьно на вторые сигнальные ппастины второй цвухпучевой ЭЛТ и по полученным изоб ражениям опрецепяют параметры оптических импупьсных сигнапов.

1 1018

Изобретение относится к экспериментальной физике и прецназначено цпя из.мерения и регистрации амппитуцнык и временных параметров импульсов лазерного излучения в широком. циапазоне цлительностей.

Известен способ измерения параметр ров импульсов светового излучения, основанный на преобразовании оптичес- кого сигнала, например, с помощью фо- 10 топриемникв типа ФЭК в эпектрической, который ло коаксиальному кабепю поцают

-на зштуск развертки электроннолучевой трубки (ЭЛТ}, а через электрическую пинию зацержки» на. вход отклоняю- 15 щей системы ЭЛТ. Наблюдаемый на экране ЭЛТ сигнал регистрируют фото» приставкой flj

Этот способ имеет низкую разрешающую способность. 20

Известен также способ измерения параметров оптических импульсных сигналов, распределенных во времени и пространстве, основанный на преобразовании оптических сигналов в изображения на .. экране ЭЛТ в контрольных точквк опти.ческого тракта, импульсы поцсвета и развертки цля всех ЭЛТ формируют ециные и передают по электрически согласованным, системам носледовательно на каждую ЭЛТ, а время распространения импульса поцсвета и импульса развертки цо ЭЛТ выбирают равным соответствующему време-ни распространения измеряемого сигнала цо той же ЭЛТ (21

Нецостатком данного способа явпяеъся низкая разрешающая способность, что не позволяет провоцить изучение тонкой структуры пикосекунцных лазерных процессов внутри цуга, исследовать пов- 40 торяемость от цугв к цугу формы, временнъ|х и амплитудных параметров цикосекунцных импульсов в цуге с цостоверным опрецелением, какой именно импульс в цуге регистрируется на кажцом45 кацре.

Uem изобретения - повышение цостоверности и точности измерения параметр. ров оптических импульсных сигналов при исспецовании оцнократного цуга пикосекунциых импульсов.

Поставленная цепь цостигается тем, что согаасно способу измерения, параметров пикосекунцных оптических импульсных сигналов, основанному на преоб- 55 разовании оптических сигналов в электрические с поспецующим их ггреобразова нием в иэображения на экрвнах ЭЛТ, 127 з исспепуемый цуг импульсных сигналов поцают последовательно нв сигнальные пластины опнолучевой ЭЛТ и нв первые сигняльные плястины цвухлучевой ЭЛТ,формируют импульсы развертки двух длнтельностей— быстрой развертки (7 g ) и мецпенной развертки (ц,p,), момент начала им пульса мецпенной развертки определяют как момент начала исследуемого цуга импульсов, а длительность этих рвзвер»ток опрецепякзт соотношением . л - (02 -о,51 бр tU гце п - число импульсов в цуге;

T„ » периоц повторения импульсов в цуге; ц — цпительность импульс<И в цуге, причем импульс медленной развертки поцают на временные пластины второй

ЭЛТ, при этом формируют импульс быстрой развертки, зацержанный на время и

0- м,р относительно начала исспецуемого цугв, затем импульс быстрой рвзверъ ки поцают на временные пластины первой оцнопучевой ЭЛТ и поспецовательно на . вторые сигнальные пластины двуклучевой ЭЛТ, а по полученным изображениям опрецеляют параметры оптических импульсных сигналов.

На фиг. 1 прецстввпена блок-схема поясняющая -способ; на фиг. 2 - эпюры сигналов.

Устройство соцержит светодепитетп ный блок 1, оптико-электрический прь образоватепь 2, сигнальные ковксиапь. ные прохоцные пластины 3,. "быструю

ЭЛТ 4,ковксиапьный кабель 5, сигналь-: ные коаксиальные лрохоцные пластины 6, мецпенную ЭЛТ 7, оптико-электрический преобразователь 8, генератор 9 мецлен» ной развертки, временные пластины 10, регулирующую пинию 1.1 эацержки, ге» нератор 12 быстрой развертки, временные ковксиальные проходные пластины 13, коаксиапьный кабель 14, вторые сигнальные коаксиапьные пластины 15.

Способ реализуется спецующим обра зом.

Однократный цуг пикосекунцных опти ческих импульсов поцают на светоцепьм.тельный блок 1, целящий исхоцное излучение нв цва пучка, оцин иэ которых поступает на оптико-электрический преобразователь 2 с пикосекунцным временнным разрешением и с выхоца преобразователя электрический сигнал поцвется на сив10484 папьные коаксиапьные прохоцные ппаотины 3 быстрой" ЭЛТ 4,котор.вя также обеспечивает пикосекунпное временное разрешение, с выхоца которых сигнал через коаксиапьный кабепь 5 фиксированной цпнны поступает на первые сигнальные коаксиапьные прохоцные ппастины 6 "мецпенной ЭЛТ 7.

Второй пучок паэерного изпучения посту.пает на второй оптико-эпектрический 10 тгреобразоватепь 8, с выхоца которого эпектрический сигнап поцается на генератор 9 мецпенной развертки, с выхоца которого напряжение развертки поступает на временные ппастины 10 мецпенной-"

ЭЛТ, оцновременно выхоцной сигнап преобразоватепя поцается через регупируемую пинию 11 зацержки на запуск генератора 12 быстрой развертки, с выхоца которого напряжение быстрой ра 20 верткн поступает на временные коан апьные прохоцные ппастины 13 быстрой

ЭЛТ и через коаксиапьный кабель 14 фиксированной цпины E на вторые сигнапьные коаксиапьные ппастины 15 25 мецленной" ЭЛТ, при этом на экране

"мецпенной ЭЛТ (фиг. 2) фиксируется как весь дуг пикосекунцных импупьсов (первый пуч), так и напряжение "бысь рой развертки -(второй пуч), фронт ко товего достоверно опрецепяет местопопо» жение. импульса, зафиксированного на экране быстрой" ЭЛТ в цуге (пг. 3), j при этом бпагоцаря высокому временному разрешению "быстрой ЭЛТ анапи» эируется тонкая структура пикосекунцного импупьса.

27 4

Таким образом, при обеспечении со.отношения цпнтепьностей разверток л

6 р. ц

7г (0,25-0,5) и р сu где "м,р - цпитепьность мецпенной развертки; 6.р, - цпитецьность быстрой развертки;

И - чиспо импупьсов в цуге;

% ц цпитепьность импупьса в цуге;

Тц - периоц повторения импупьсов в цуге путем выбора вепичины временной зацержки начала быстрой развертки отиса» тецьно начапа цуга осуществпяется регистрация снгнапов, При этом ана пиэ осушествпяется.на разных временных шкапах (развертках), кажцая из которых выбирается оптимапьно по отношению к регистрируемому сигналу; осуществ пяется максимапьно жесткая временная привязка и оцноэначное опрецепение (цаже при весьма значительном измен нии амппитуц импупьсов от оцного одно- . кратного цуга цо цругого), какой конкретно импульс из цуга s данном экспери-. менте зарегистрирован, так как paase ка (шкапа) оцного сигнапа явпяется репером цпя развертки (шкапы. ) цругого сигнапа; принципиапьно обеспечивается предепьное временное разрешение (рр5. < пред. pa><); следовательно повышается достоверность и точность измерений в пикосекунцном циапазоне времени, что лозвопяет повысить стабильность изпучения пазеров.

1048427

1

Составитепь М. Катанова

Рецактор К. Вопощук Техрец М.Гергель

Корректор Г. Решетник

Полисное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгороц уп. Проектная, 4

Заказ 7926/52 Тираж 710

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., ц., 4/5