Измеритель длительности ультракоротких импульсов света

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЛИТЕЛЬНОСТИ УЛЬТРАКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ СВЕТА, содержгиций оптически согласованные источник измеряемого светового импульса , оптическую задержку и регистрирующее устройство, отлич ающ и и с я тем, что, с целью расширения временного и спектрального диапазонов при повышении чувствительности , оптическая задержка выполнена в виде эшелона, тонкого клина либо бипризмл Френеля, а регистрирующее устройство - в виде фоторегистратора. (Л 1 ч , X ас

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИН у5п G 04 F 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I ! 4MB(Jig ) Щ

+ -+

0 (21) 2956600/18-10 (22) 11.07.80 (46) 07.07.84. Бюл. М 25 (72) Г.Ю.Сенкшкин и М.A.Èàèàåâ (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового КрасногО Знамени государственный университет им. А,A,Æäàíîâà и Ленинградский технологический институт им.Ленсовета (53) 53.083.722(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 571788, кл. G 04 F 13/02, 1973.

2. Авторское свндетельство СССР

В 392448, кл. Q 04 F 13/02, 1971 (прототип) .

„.SUÄÄ 1101784 А (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ HTEJIbHOCTH

УЛЬТРАКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ СВЕТА, содержащий оптически согласованные источник измеряемого светового импульса, оптическую задержку и регистрирующее устройство, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения временного .и спектрального диапазонов при повышении чувствительности, оптическая задержка выполнена в виде эшелона, тонкого клина либо бипризьы Френеля, а регистрирукщее устройство - в виде фоторегистратора.

1101784!

40

Изобретение относится к физической оптике и технике измерений и предназначено для измерения длительности световых импульсов длительностью менее 10 "О с., Известно устройство для измере- 5 ния длительности одиночных световых импульсов, содержащее контур циркуляции световых импульсов,усилитель интенсивности света, счетчик световых импульсов, светоделитель, оптическую задержку, двухвходовый элемент И 513.

Недост ат ками устрой ст ва являют ся узкий спектральный диапазон и низкая чувствительность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель длительности импульсов, содержащий оптически согласованные источник измеряемого светового импульса, оптическую линию задержки 20 и регистрирующее устройство Г23.

Недостатками известного устройства являются низкая чувствительность и невозможность измерения ультракоротких импульсов. 25

Цель изобретения — расширение временного и спектрального диапазонов при повышении чувствительности °

Для достижения поставленной цели 30 в измерителе длительности ультракоротких импульсов света, содержащем оптически согласованные источник измеряемого светового импульса, оптическую линию задержки и регистрирующее устройство, оптическая линия задержки выполнена в виде эшелона, тонкого клина либо бипризмы

Френеля, а .регистрирующее устройство — в виде фоторегистратора.

На фиг. 1 — 4 представлены схемы выполнения измерителя.

Устройство состоит (фиг. 1) из эшелона 1, оптического анализатора 2 и фоторегистратора 3. Источник измеряемого светового и;ульса не 45 показан.

Устройство также содержит (фиг.4) бипризму Френеля 4.

Измеритель длительности ультразвуковых импульсов света работает сле- 50 дующим образом.

Световой импульс пропускают через стеклянный или кварцевый эшелон 1, создающий временную з адержку, одновременно регистрируют интерференционную структуру на фоторегистраторе 3 до значения временной задержки, соответствующей нулевой контрастности интерференционной структуры, определяют значение временной 60 задержки и по ней судят о длительности импульса.

На фиг.2 изображена схема с использованием стекляниого Iкварцевого) эшелона 4 и фоторегистратора 3.

Импульс света направляют на боковую грань АБВ эшелона 1 и регистрируют фо :орегистратором 3 интерференционную структуру, образованную сходящимися из-за дифракции на грани

АБВ задержанными и незадержанной t прошедшей мимо эшелона, частями импульса. Одна ступень эшелона задерживает луч света на величину и-1

6t =, где и - коэффициент преломления оптического материала эшелона, (- величина ступени, c — скорость света. Эшелон, выполненный,например, из оптического стекла с и =1,51, имеющей 1=0 1 мм, будет задерживать свет на 1,7 пс по отношению к свету, распространяющемуся в воздухе. Таким эшелоном, имеющим 5 ступеней, можно измерить длительность импульса короче 8,5 пс с временным разрешением 1,7 пс.

Для измерения импульсов короче

10 -12 с вместо эшелона целесообразно испольэовать элементы, выполненные в виде клина. Изменение временной задержки в этом случае происходит плавно и предельное разрешение по времени в этом случае равно периоду колебания света с данной длиной волны, т.е. 5 - . 0 14 с.

На фиг. 4 изображена схема с использованием бипризмы Френеля 4 и фоторегистратора 3.

Импульс света пропускают через бипризму Френеля 4, а интерференционную структуру регистрируют в месте полного пересе= чения импульсов (поверхность НО).

Штрихпунктирными линиями на фигуре обозначены передние и задние волновые фронты импульса в разные моменты времени.

Длительность импульса находится

1 РП здпЫ по формуле = --- -- --, где с 2 соМ/ c — скорость света, РП вЂ” длина интерференционной картины; с — угол между направлениями распространения волновых фронтов пунктирные стрелки) после прохождения бипризьы

Френеля.

Использование измерителя позволит увеличить временное разрешение,расширить спектральный диапазон измеряемых импульсов на всю область от ближнего УФ-до ближнего ИК-света, значительно упростить процедуру измерений длительности импульса.

1101784

° Фиг.5

ВНИИПИ Заказ 4764/31

Тираж 408 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4