Устройство для измерения длительности сверхкоротких лазерных импульсов

3ф 9 Уности импульсов низкой интенсивностиизза пороговых условий.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для измерения длительностисверхкоротких лазерных импульсов со"держащее равнобедренную треугольнуюпрямоугольную призму, гипотенузнаягрань установлена в контакте с актив- Оной средой в кювете, и оптически свя"занное с кюветой устройство регистрации, а также светоделитель, систе"му зеркал и призм полного внутреннего отражения и оптическую линию за"держки. В указанном устройстве измеряемый импульс делится светоделителем на два равных по интенсивностиимпульса, которые, затем с помощьюзеркала и призм направляются на границу раздела призма"раствор красите"ля через две боковые грани прямоугольной призмы, Один из импульсов, прежде чем попасть на боковую грань призмы проходит через регулируемую опти" 25ческую линию задержки, ИнтерФеренциядвух импульсов в активной среде приводит к образованию в ней периодичес"кой пространственной решетки, Темсамым создаются условия для возбуждения в активной среде оптическойгенерации на основе светоиндуцированной распределенной обратной связи (РОС),Недостатком устройства являетсясложность, обусловленная наличиемв нем ряда оптических элементов,каждый из которых требует юстировки,Целью изобретения является упро"щение конструкции устройства.Указанная цель достигается тем,что в устройстве для измерения дли"тельности сверхкоротких лазерных импульсов, содержащем равнобедреннуютреугольную прямоугольную призмугиготенузная грань которой установ"лена в контакте с активной средой вкювете, и оптйчески связанное с кюветой устройство регистрации, на ги"потенузную грань призмы нанесенополупрозрачное на длине волны акали"зируемого излучения покрытие, на первую боковую грань призмы нанесеноотражающее на длйне волны анализируемого излучения покрытие, а па уоаллельно второй боковой грани призмы установлен экран с окном в виде.щели, параллельной ребру, образованному пересечением боковых гранейгде Е - расстояние центра окна 4 отребра призмы, образованного пересечением боковых граней;Ч - скорость света в материалепри змы,"е - время пробега.Пусть длительность импульса будет 2, ИнтерФеренция пучков 8 и 9 будет йметь место если с фц, т.е, в этом случае они будут перекрываться во времени, В этом случае будет наблю 2 Ь=Ч с, призмы, причем призма и кювета установлены с возможностью перемещенияотносительно экрана вдоль линии, перпендикулярной ребру, образованномупересечением боковых граней призмы,На чертеже изображено устройстводля измерения длительности, сверхкоротких лазерных импульсов.Оно содержит равнобедренную тре- .угольную прямоугольную призму 1 изпрозрачного диэлектрика, кювету 2 сактивной средой (раствором красителя),экран 3 с окном 1 в виде щели, па"раллельной ребру,бразованному пере"сечением боковых граней призмы, Напервую боковую грань 5 призмынанесено отражающее покрытие, ня гипо.тенузную грань 6 - полупрозрачное надлине волны анализируемого излученияпокрь 1 тие. За кюветой 2 установленоустройство регистрации 7,Устройство для измерения длительности сверхкоротких лазерных импульсов работает следующим образом,Пучок 8 анализируемого излучениянаправляется на окно ч и после прохождения границы воздух-призма падает на гипотенузную грань 6 призмыв точке А. Часть пучка излучения,преломляясь на границе призма-раствор,заходит внутрь активной среды. Яру"гая часть пучка 9 излучения отражается от границы раздела призма-раст"вор и претерпев отражение от боковой грани 5, падает на гипотенуз"ную грань 6 в точке А и также частично проникает внутрь активной среды, В результате интерФеренции пуч- .ков 8 и 9 в активной среде Формируется пространственная решетка, накоторой возбуждается генерация красителя, которая регистрируется устройством регистрации 7.Пучок 9, прежде чем проинтерФерировать с пучком 8, проходит путь5 111 даться генерация узкой линии на основс РОС, Варьируя величину Ь, можно определить то значение е, при котором генерация узкой линии не наблюдается. Тем самым определяется длительность измеряемого импульса=С.лДлина волны генерациив описанном устройстве определяется выражени- ем длине волны 3 =532 нм, равным к - 603На одну из боковых граней было нанесено отражающее покрытие с коэффициентом отражения К - 99 ь на длине волны3=532 нм. Вплотную к другой боковойграни был установлен экран с щ льюшириной О,1 см. Призма и кювета крепились на юстировочном столике и могли перемещаться вдоль .экрана спомощью микрометрического винта сшагом 0,005 см,В качестве активной среды исполь-зовался раствор оксаэинав этаноле (и =1,36),В этих условиях наблюдалась генерация узкой линии на основе РОС надлине волны 3 =673,3 нм при вариациивеличины Ь от О, 15 см до0,3 см. Ъ (2)г и в 1 пвгде п г и пг - показатели преломленияраствора и материапа призмы .соответственно;ф - длина волны накачки анализируемого излучения;В - угол падения пучков 8 и 9на границу раздела приэмараствор,При нормальном падении пучка 8 на поверхность боковой грани призмы имеет место полное перекрытие пучков 8 и 9 на границе раздела призма-раствор, т.е. порог возникновения генерации минимален, Угол О для данной геометрии возбуждения равен 45, В этом случае выбор раствора красите" ля для данного материала призмы в соответствии с выражением (2) определяется длиной волны % н анализируемого излучения.П р и м е р. Для изменения дли" тельности импульса второй гармоники Ь=532 нм) АИГ: Яй - лазера с синхройизацией мод использовалась прямоугольная треугольная призма из стекла К(и =1,52), гипотенузная грань которой находилась в контакте с раствором красителя в кювете. Приз" ма и кювета собраны на глубоком оптическом контакте.Спектры излучения регистрирова" лись с помощью дифракционного спектрограФа ДФСс обратной дисперсией 0,3 нм/Размеры гипотенузной грани сос" тавляли 28 х 20 мм, боковых граней 20.н 20 мм. Гипотенузная грань призмы имела отражающее диэлектрическое покрытие с коэффициентом отражения на Указанные значения Ь соответствует времени пробега от 15 пс до30 пс. При значении Ь0,3 см, т.е. при с 30 пс, генерация узкой линии не наблюдалась, т.е, длительность измеряемого импульса б д 30 пс,В практических целях могут быть использованы призмы, для которых вели" чина Ь может изменяться от 0,15 до 3,5 см Это позволяет измерять импульсы с длительностью от 15 до 350 пс. 20 25 Следует отметить, что устройствоможет работать при значениях коэффиЗ 5 циента отражения К диэлектрическогопокрытия, нанесенного на гипотенузную грань призмы, в интервале О Кс1003, Только при двух значениях ксэф"фициента отражения К, а именно при 40 К=О и К=100 ь, устройство не можетФункционировать. Оптимальное значение коэффициента отражения К (с точки зрения минимального значения энергетического порога генерации) нахо-дится в пределах 401 К(603,Описанное устройство отличаетсяпростотой конструкции и удобством вэксплуатации вследствие сокращениячисла оптических элементов и узлов 50 их юстировки,что обеспечивает в своюочередь виброустойчивость устройства, а также дешевизной.Филиппова Техред М,Морген ектор Т. Пал,ермак Тира 11 рпцзцодстаецно-издательский комбинат "атеит", г. Ужгород, ул. 1 агарина, 10 Заказ 2811ВН 1 И 1 И Государственного113035,митета и сква, ЖПодписноебрстеиилм и открытиям при ГКНТ ССС 1аушская иаб д. 4/5