Автокоррелятор

реального времени Интерферометрический автокоррелятор — это электронный инструмент, используемый для исследования автокорреляции , среди прочего, интенсивности оптического луча и спектральных компонентов посредством исследования переменных разностей траектории луча. См. Оптическая автокорреляция .

Описание

В интерферометрическом автокорреляторе входной луч разделяется на луч с фиксированной траекторией и луч с переменной траекторией с помощью стандартного светоделителя. Луч с фиксированным путем проходит известное и постоянное расстояние, тогда как длина пути луча с переменным путем изменяется с помощью вращающихся зеркал или других механизмов изменения пути. В конце двух путей лучи идеально параллельны, но слегка разделены, и с помощью правильно расположенной линзы два луча пересекаются внутри кристалла , генерирующего вторую гармонику (ГВГ) . Затем автокорреляционный член выходного сигнала передается в фотоумножительную трубку (ФЭУ) и измеряется.

Подробности

Рассматривая входной луч как одиночный импульс с огибающей $E(t)$ , постоянное фиксированное расстояние пути как $D_{F}$ , а переменное расстояние пути как функция времени $D_{V}(t)$ входные данные для ГСП можно рассматривать как

E\left(t-D_{F}/c\right)+E\left(t-D_{V}(t)/c\right)

Это происходит от $c$ являющаяся скоростью света и $D/c$ время прохождения луча по заданному пути. В общем, SHG производит выходной сигнал, пропорциональный квадрату входных данных, который в данном случае равен

E^{2}\left(t-D_{F}/c\right)+E^{2}\left(t-D_{V}(t)/c\right)+2E\left(t-D_{F}/c\right)E\left(t-D_{V}(t)/c\right)

Первые два члена основаны только на фиксированных и переменных путях соответственно, но третий член основан на разнице между ними, как видно из

E^{2}(t')+E^{2}\left(t'-A(t)\right)+2E(t')E\left(t'-A(t)\right)\,{\mbox{ where }}\,A(t)=\left(D_{V}(t)-D_{F}\right)/c\,{\mbox{ and }}\,t'=t-D_{F}/c

Предполагается, что используемый PMT работает намного медленнее, чем функция огибающей. $E(t)$ , поэтому он эффективно интегрирует входящий сигнал

S(t)=\int \left(E^{2}(t')+E^{2}\left(t'-A(t)\right)+2E(t')E\left(t'-A(t)\right)\,\right)dt'

Поскольку члены как фиксированного, так и переменного пути не зависят друг от друга, они будут представлять собой фоновый «шум» при проверке члена автокорреляции и в идеале их следует сначала удалить. Это можно сделать, исследуя векторы импульса

k_{F}+k_{V}=k_{SHG}

Если предположить, что фиксированный и переменный векторы импульса имеют примерно одинаковую величину, вектор импульса второй гармоники геометрически окажется между ними. При условии, что в установке компонента выделено достаточно места, ФЭУ может быть оснащен щелью, чтобы уменьшить влияние расходящихся фиксированных и переменных лучей на измерение автокорреляции, не теряя при этом значительной части автокорреляционного члена. $S(t)$ тогда можно считать почти равным

S(t)=\int E(t')E\left(t'-A(t)\right)\,dt'

что дает автокорреляцию как функцию $A(t)$ , разница в длинах путей.

Технические характеристики

Калибровочный коэффициент — коэффициент преобразования реального времени во время задержки импульса при просмотре выходного сигнала автокоррелятора. Одним из примеров этого может быть скорость 30 пс/мс в сканирующем автокорреляторе Coherent Model FR-103, что предполагает, что ширина импульса автокорреляции 30 пс создаст кривую на полувысоте 1 мс при просмотре на осциллографе.
Разрешение по времени – связано с постоянной времени ФЭУ. Оценка может быть сделана путем умножения постоянной времени на калибровочный коэффициент.

См. также

Ссылки

Руководство по эксплуатации лазера Coherent Mira Model 900
Принципы связи: системная модуляция и шум 5ед , Роджер Э. Цимер и Уильям Х. Трантер
Элементы оптоэлектроники и волоконной оптики , Чин-Лин Чен