测量光学非线性的4f相位相干成像方法

摘要

本发明公开了一种能测量介质界面光学非线性以及应用反射光测量薄膜光学非线性的方法，属于非线性光子学材料和非线性光学信息处理领域。入射激光通过分束镜分成两路，一路为探测光进入测量光路，通过4f相位相干成像系统后由CCD相机采集；另一路为参考光；其特征在于：所述样品以反射方式放置于测量光路的第一凸透镜的焦平面处，沿反射光传播方向在一倍焦距处放置与第一凸透镜相同焦距的第二凸透镜，由此构成反射4f相位相干成像系统；其测量分能量校准和光学非线性测量两部分进行。本发明具有测量方便、光路简单、没有样品的移动、单脉冲测量、不易损伤介质的表面、对光源能量稳定性以及空间的稳定性要求不高等优点。

主权项

1.一种测量界面反射光学非线性以及应用反射光测量薄膜光学非线性的4f相位相干成像方法，入射激光通过分束镜分成两路，一路为探测光进入测量光路，通过4f相位相干成像系统后由CCD相机采集；另一路为参考光；其特征在于：所述样品以反射方式放置于测量光路的第一凸透镜的焦平面处，沿反射光传播方向在一倍焦距处放置与第一凸透镜相同焦距的第二凸透镜，由此构成反射4f相位相干成像系统；其测量分能量校准和光学非线性测量两部分进行；其中，所述能量校准为，将能量计放置在反射4f系统的第一凸透镜后方，接收整个激光光斑，发射一个激光脉冲，用能量计测量脉冲的能量，同时用CCD相机采集参考光路的参考光斑，CCD探测到的参考光斑的强度成正线性关系，据此确定测量过程中入射到待测样品上的脉冲的能量；所述非线性测量的步骤包括：(1)在样品位置放置一全反镜，以与待测样品相同的反射角将入射光反射到CCD中，用CCD相机采集一个脉冲图像和一个参考光斑，称为无样品图像；(2)放置待测样品，将中性衰减片放置在待测非线性样品之前，使得照射到样品上的光强降低到样品的光学线性区域，用CCD相机采集一个脉冲图像和一个参考光斑，称为线性图像；(3)放置待测样品，将步骤(2)的中性衰减片放置在样品之后，用CCD相机采集一个脉冲图像和一个参考光斑，称为非线性图像；(4)对上述获得的无样品图像、线性图像和非线性图像进行处理，通过拟合获得所需检测的非线性参数。