脉冲宽度是脉冲激光器的重要性能指标，利用扫描自相仪可以测量ps和fs的脉冲宽度。随着激光器的问世脉冲激光器由于峰值功率高而获得广泛的应用，目?前?在?化?学?反?应?动?力?学、非线?性?光?学、?光?语?分?析?、?激光加?工、激光?测?距?等科技?领域都?采?用?脉?冲?激?光?器?作?为?光?源。脉?冲激?光?器?的?脉冲宽?度?已?从?毫?秒?和?纳?秒?提?高?到?皮?秒和飞?秒。

关?于?脉冲?激?光?器?脉?冲宽?度?的?定?义，对?于?单纵?模输?出，其脉冲?宽?度?定义?为?脉?冲高?度50%的?全?脉?冲?宽度（FWHM）；?对?于?多?模?输?出，其?脉?冲?宽?度?为?最?佳?拟合?包?络脉?冲?的FWHM。对?于?一?般?脉?冲激?光?器，通常?可?以?利?用?一?台?带?宽?大?于350MHz的?示?波?器，和?快速?光?电?二?极?管?（升?降?时?间?小?于1ns）?进?行?测?量。对?于ps和?fs脉?冲?激光?器，则?只?能?使?用?条?纹?相?机?，或?扫?描?自相?关?仪?进行?测?量。扫?描?自相?关?仪?是近?十?多年?来发展?的?专?门?用?于?测?量?脉?冲宽?度?的?新?型?仪?器，具?有?高?分辫?率、高?灵?敏?度?和?使?用?方?便?等?优?点。目?前?已?出?现?多种?型?号?的?自相?关?仪?可?用?于?探测?超?短?光?学脉?冲?的?瞬时?宽?度，提?供?最?佳?的?灵?敏?度?和?分辫?率，适?于测?量锁模?染?料?或?蓝?宝石?激?光?器?的fs脉冲?和?脉?冲半导体激?光?器?或Nd-YAG/YLF激?光?器的ps?脉?冲。

利?用?自?相?关?仪?测?量?激?光?的?脉?冲?宽?度，整?套?系统应?包?括?光?学?系统?和?用?于?控?制?与显?示?的?计?算机?系统。自相?关?仪?的?光?学?系?统?类?似?于?迈?克?尔?逊?干?涉?仪?的?结构，可?以?有?两?种?形?式?共?线?的?和?非?共?线?的，如?图?所示。图中?入射?光?脉?冲?经?分?束?片分?为?两?束?光，然后?分?别?经?两?棱?镜反?射?后?再?次共轴?输?出，即?为?共线?型。

显?然，调?节?棱?镜?的?位?置可?以?使?两?束?光分?别?有?不?同?的光?程，连?续?改?变?棱?镜?的?位?置?可?以?形?成?一?个?脉?冲?序?列对?另?一?脉冲?序?列的扫描，形?成?相?关?函?数?的?波形。选择?倍?频?晶?体?的?方?向?使?输?入?光E(t)和E(t-τ)一两?束光?的?波?矢?量?都?稍偏?离?相位?匹?配?方?向，因?而?在?单?独?入射?时?不?产?生?二?次?谐?波，当两?束光?同?时?入?射?时?因?合?成矢?量?满?足?相?位?匹?配?条?件?则?产?生?二?次?信?频?其信?号与?两?束?光?强?的?乘?积?有?关，由?于?倍?频?光?信?号?仅?与?两?束光?强?度?的?乘?积?项?有?关：

因?此?所产?生?的?二?次?谐?波，由?光?电?倍?增?管?接?收?并?予?记录。图?所?示?则?是?目?前?应?用?比?较?广?泛?的?非共?线?相关?测?法，其?中?两?光?束通过透?镜?聚?焦?于?晶?体?上，其?二次?谐?波?通?过?滤?光?片?和调?节?光?阑?为?光?电?倍?增?管?接?收并?予?记?录。非?共?线?相?关测?量?法?能?消?除?背?景?光，可?以达?到?较?高?的?测?量?精度。

由?此?可?知，利?用?光?脉?冲?强?度相?关?法?测?量?脉冲宽度，实?质上?就?是把?时?间?的?测?量?转?换?成?长?度?的?测?量，把?光?脉?冲?形?状?的测?量?转?换?成相?关?函?数是S（τ）?动?波形?的测?量，其?半?宽?度?的?时?间?间?隔?即?为?脉?冲?宽?度。而?自?相关?仪?的?光?学?结?构?则?主?要?由?分束?片、?延?迟器、晶?体、滤光?片和?光?电?倍?增?管?等?组成，其?中?分束?片、晶?体、滤光片和?光?电?倍?增?管?主?要根?据?入射?激?光?脉?冲?和?二?次?谐波波长?的?匹?配?来?选?择。而?延?迟?器?则?可?以?采?用?不?同的?光?学?结?构，它?们?可?以?是?平?移?直?角?棱?镜、转?动?反?射镜?和?转?动?玻?璃?平?板?等，这?在?下?面?的?实?例?中?可?以?看?出它?们?的?具?体?结?构。

根?据激光?脉?冲宽?度?的?定?义，如?果?将?自相?关?仪接入?示?波?器，在?屏幕?上?显?示?出?自?相?关?曲?线?的?波?形，按设?定?的?示?波?器?时?间?基a，由?其?半?宽?度?的?格值?可?以?读出?其?半?宽?度?格?值（X），而?其?实?时?值?则?必?须?考?虑?定标因?子（T/t）（psec/msec），即X（T/t），这?里?为?延?迟时?间t为扫?描?时?间，T/t对?于?不?同?类?型?的?仪?器?是?不同?的，参?见?具?体?仪?器?的?说?明?书。最?后，实?际?的?脉?冲宽?度?还?要?考?虑?激?光?脉?冲?的?波?形?系?数?高斯?型、双?曲线?正?割?型、?单?边?指数?型，其?变?换?系?数?分?别?为0.707、0.648、0.5。也?就?是?说，如果?是?高?斯?型?脉冲，则?其?实际?脉?冲?宽?度?为X*（T/t）*a*0.707。上?述?测?试?控?制和?计?算?完?全?可?以?由?计?算机?系统?实?现。

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