淺談自相關儀的原理和測量方法

淺談自相關儀的原理和測量方法

自從1960年第一臺紅寶石激光器問世，脈沖鎖模激光器的研究也提上了日程。20世紀80年代，基于鎖模技術的超快脈沖激光器研究發生了革命性的變化，脈沖寬度從亞皮秒到皮秒，皮秒激光脈沖又被壓縮到百飛秒量級。啁啾脈沖壓縮技術的出現，又將脈沖寬度壓縮到了幾十到幾飛秒。

在超快激光研究百花齊放的同時，對于超快脈沖的測量也提上了日程。目前市面上主流的用于測量超快脈沖的儀器是美國Femtochrome公司的自相關儀，該公司的FR 系列自相關儀因其技術，采用邁克爾遜干涉儀的原理，可以有效消除背景光，并達到超高的測量精度。同時配備的高靈敏度PMT探測器可以有效探測微弱信號，具有速度快、準確度高的特點。

但是自相關儀作為一款特種測量設備，一般只會應用在超快激光領域，導致很多人需要使用它，但卻不熟悉操作。為了解決這個難題，本文主要以FR-103XL為例，對自相關儀的原理、操作來做細致的介紹，希望對大家有幫助。

自相關儀原理

FR-103XL系列自相關儀內部幾何光路采用邁克爾遜干涉儀的原理配置兩個光路，將入射光一分為二，一路經過固定光路，一路經過轉鏡光路。

1.內部光路

2.將入射光通過適配器輸入到自相關儀以后。理想的光斑顯示如下：

3.法蘭適配器的 固定/拆除位置(拆除以后可以測量空間光光路)

二，自相關儀測試步驟說明

1，首先調整光路，在PMT前端顯示卡上面看到兩個明顯的光斑，兩個光斑要在入射孔左右對稱分布為最佳，兩個光斑離入射孔位置2~3mm

2，通過自相關儀右側左上的旋鈕將轉鏡光斑移動到小孔中，通過示波器可以觀察到如下信號結果

不用關注右側的一個小尖峰信號，那個是噪聲，我們要關注的是紅色箭頭對應的信號，噪聲有時候會有，有時候沒有。還有個前提條件：固定臂千分尺和晶體千分尺都要調整到指示位置，上面有小紙條寫有相應的位置刻度。

3，將示波器中間的那個脈沖信號展寬，可以得到下圖信號

黃色信號出現在藍色觸發信號的上升沿

4，然后將小孔中轉鏡的光斑移出小孔，往左移動，當它到達和右側光斑對稱的位置時，會出現以下信號，就是自相關曲線(這個過程要緊密觀察示波器，以免錯過信號)