Автокоррелятор световых импульсов

(51) 6 01111100 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт молекулярной И атомной физики Национальной академии наук Беларуси (ВУ)(72) Авторы Чивель Юрий Александрович (ВУ)(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт молекулярной и атомной физики Национальной академии наук Беларуси (ВУ)АВТОКОррЕЛЯТОр СВЕТОВЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий ДЕЛИТЕЛЬ СВЕТОВОГО пучка, ЛИНИЮ ПЕрЕМЕННОЙ ОПТИЧЕСКОЙ задержки, УЗЕЛ СОВМЕЩЕНИЯ ПрЯМОГО И задержанного ПУЧКОВ, ОПТИЧЕСКИ свя 3 аннь 1 е С УЗЛОМ регистрации, ОТЛИЧЗЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО ДЕЛИТЕЛЬ СВЕТОВОГО пучка, ЛИНИЯ ПЕрЕМЕННОЙ ОПТИЧЕСКОЙ задержки И УЗЕЛ СОВМЕЩЕНИЯ ПрЯМОГО И задержанноГО ПУЧКОВ ВЬ 1 ПОЛНЕНЬ 1 В ВИДЕ КЛИНОВИДНОЙ ДИЭЛЕКТрИЧЕСКОЙ полупрозрачной ПЛЕНКИ на СТЕКЛЯННОЙ ПОДЛОЖКЕ, ПрИЧЕМ УГОЛ ОС ПрИ ВЕрШИНЕ клина равенП - показатель ПрЕЛОМЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВа ПЛЕНКИ(1 - диаметр светового пучка, КОЭффИЦИЕНТЫ отражения ПОВЕрХНОСТЕЙ ПЛЕНКИ свя 3 ань 1 СООТНОШЕНИЕМгде К 1 - коэффициент отражения передней по ходу луча поверхности пленки112 - коэффициент отражения задней поверхности пленки,а МЕЖДУ КЛИНОВИДНОЙ ПЛЕНКОЙ И ИСТОЧНИКОМ ИЗЛУЧЕНИЯ ПОМЕЩЕНО полупрозрачное зеркаЛО ДЛЯ отвода СОВМЕЩЕННЬ 1 Х ПУЧКОВ на УЗЕЛ регистрации.Изобретение относится К области оптики сверхкоротких импульсов излучения, в частности К устройствам ДЛЯ измерения длительности и формы сверхкоротких лазерных импульсов.Известен автокоррелятор однократных сверхкоротких лазерных импульсов (52 аЬо 6.,Вот 2., МиПег А. // Орйсз Ьепегз. - У. 13. - Не 9. - 1988. - Р. 746 -748), в котором для получения фазовой задержки между пучками с помощью модифицированного интерферометра Майкельсона создают взаимный наклон фронтов лазерных импульсов, выходящих из плеч интерферометра, в несколько миллирадиан.Недостатком данного автокоррелятора является сложность конструкции и настройки,связанная с необходимостью точной взаимной юстировки большого числа оптических элементов, а также искажающее влияние дисперсии в оптических элементах на результаты измерений.Наиболее близким по сущности к заявляемому автокоррелятору является описанный в патенте России КН 2057304, 1996 автокоррелятор световых импульсов, содержащий делитель светового пучка, линию переменной оптической задержки, узел совмещения прямого и задержанного пучков, оптически сопряженные с узлом регистрации, причем делитель пучка, линия задержки и узел совмещения пучков выполнены в виде двулучепреломляющей плоскопараллельной пластинки, установленной с возможностью ее поворота вокруг оси, перпендикулярной главной плоскости пластинки. В двулучепреломляющей пластинке за счет разности скоростей обыкновенной и необыкновенной волн создается оптическая задержка между импульсами, величина которой зависит от угла между оптической осью пластинки и осью падающего на нее пучка. Два импульса на выходе имеют одинаковые амплитуды и совмещены по сечению и направлению. При вращении пластинки вокруг оптической оси изменяется время задержки импульсов.Недостатком данного автокоррелятора является невозможность в одиночном импульсе зарегистрировать полную автокорреляционную функцию сверхкороткого лазерного импульса. Для этого необходимо провести серию измерений при различных задержках. Точность измерений будет пропорциональна числу измерений.Задачей данного изобретения является создание автокоррелятора световых импульсов,позволяющего получать автокорреляционную функцию сверхкороткого импульса в одиночном импульсе при минимальных аппаратных искажениях и простой юстировке.Для рещения поставленной задачи предложена новая схема автокоррелятора.Новым, по мнению автора, является то, что делитель светового пучка, линия переменной задержки, узел совмещения прямого и задержанного пучков выполнены в виде клиновидной диэлектрической полупрозрачной пленки на стеклянной подложке, причем угол ос при верщине клина равен ос т-п/2 с-1, где т - длительность светового импульса, п - показатель преломления вещества пленки, с - скорость света в вакууме, (1 - диаметр светового пучка, коэффициенты отражения поверхностей пленки связаны соотношениемкг кип-код где 111 - коэффициент отражения передней по ходу луча поверхности пленки, 112 - коэффициент отражения задней поверхности пленки, а между клиновидной пленкой и источником излучения помещено полупрозрачное зеркало для отвода совмещенных пучков на узел регистрации.Схема предлагаемого автокоррелятора изображена на фиг. 1.Автокоррелятор содержит стеклянную пластинку 1 с нанесенной клиновидной полупрозрачной диэлектрической пленкой 2 и полупрозрачное зеркало 3 для отвода совмещенных пучков на узел регистрации.Автокоррелятор работает следующим образом. Параллельный пучок лазера проходит через полупрозрачное зеркало и падает на клиновидную пленку. Прямой пучок отражается от передней поверхности пластинки, а преломленный и отраженный от задней поверхности пучок задерживается на время двойного прохождения толщины пленки. Оба пучка совмещаются на передней поверхности клиновидной пленки и с помощью полупрозрач 2ного зеркала направляются на узел регистрации. Из-за клиновидности пленки задержка меняется по сечению пучка и в единичном импульсе мы получаем автокорреляционную функцию сверхкороткого лазерного импульса. Коэффициенты отражения поверхностей клиновидной пленки выбираются из условия равенства интенсивностей прямого и задержанного пучков, угол клина ос т-п/2 с-а - из условия перекрытия временем задержки всей длительности импульса.Таким образом, заявляемый автокоррелятор обеспечивает получение автокорреляционной функции лазерного импульса в единичном эксперименте при минимальном уширении импульса за счет дисперсии групповых скоростей и исключительной простоте настройки.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.