為什么要測(cè)量激光器的脈沖寬度

激光脈沖的寬度是一個(gè)表征激光器性能的非常重要的參量。

如何探測(cè)激光脈沖寬度

不同激光脈沖寬度的測(cè)量使用的測(cè)試裝備不一樣，

• 對(duì)于飛秒（fs)級(jí)脈沖，一般是使用自相關(guān)儀，spider，frog, wizzler等儀器測(cè)量其寬度。
• 對(duì)于納秒（ns)級(jí)及以上得，可以選用合適的光電探測(cè)器PD + 示波器進(jìn)行測(cè)量。
• 對(duì)于皮秒（ps)級(jí)脈沖，這個(gè)需要看具體情況，比如說(shuō)是大幾百ps的脈沖，也是可以PD+示波器進(jìn)行測(cè)量的。對(duì)于很小的幾ps這樣的脈沖，那估計(jì)得跟探測(cè)飛秒脈沖一樣得方法。

本文主要討論探測(cè)納秒級(jí)及幾佰ps級(jí)得脈沖測(cè)量方法，即使用光電探測(cè)器PD+示波器進(jìn)行測(cè)量得方法。

測(cè)試前得準(zhǔn)備

1、選擇合適的光電探測(cè)器+示波器

這一步非常重要，因?yàn)檫x擇不合適，是探測(cè)不到正確的脈沖波形的，那么我們?cè)撊绾芜x擇呢？ 在選擇前，我們需要知道示波器及光電探測(cè)器上升沿參數(shù)跟帶寬的關(guān)系：

上升時(shí)間=0.35/BW，BW即為示波器的帶寬。

那么探測(cè)一個(gè)激光脈沖，需要多少時(shí)間呢？

理論是要大于 > 上升時(shí)間*2(波形一個(gè)上升，一個(gè)下降)。

基于此我們就可以選出可以探測(cè)到指定激光脈沖寬度的探測(cè)器及示波器了。 所以我們可以通過(guò)計(jì)算，探測(cè)幾百ps得脈寬，需要得光電探測(cè)器跟示波器得帶寬就需要幾十G了。對(duì)于幾十G的光電探測(cè)器還好不是很貴，但是可以探測(cè)幾十G的示波器，這個(gè)造價(jià)就非常高了。

舉例說(shuō)明：

我們擬探測(cè)的激光器的脈沖寬度設(shè)計(jì)值為：2ns。那么我們選擇的光電探測(cè)器的上升時(shí)間應(yīng)該是：2ns/2 = 1ns. 即探測(cè)器的上升時(shí)間理論上至少要小于1ns，實(shí)際探測(cè)需要更小一些，這樣才可以看到更完整得波形。通過(guò)以上上升時(shí)間跟帶寬得計(jì)算方法。我們可以計(jì)算出，該光電探測(cè)器的帶寬至少需要350M.示波器的選擇方式同理，需要至少350M帶寬。

通過(guò)以上計(jì)算方式我們可以確定帶寬范圍。那是不是就可以選擇光電探測(cè)器了呢？答案是還不行。我們需要選擇合適的光電探測(cè)器，還需要確定以下幾個(gè)參數(shù)：

• 激光器的波長(zhǎng)
• 是采用光纖耦合還是自由空間光耦合，進(jìn)一步確定采用那種接口的光電探測(cè)器。
• 激光進(jìn)探測(cè)器的功率多大，如果功率超過(guò)光電探測(cè)器的飽和功率（最大功率），光電探測(cè)器有可能會(huì)損壞。

2、接線。

通常情況下我們的光電探測(cè)器具有一個(gè)輸入接口，一個(gè)SMA的輸出接口。我們以光纖FC接口的光電探測(cè)器為例說(shuō)明。激光器輸出的光確保進(jìn)探測(cè)器前的功率不超過(guò)光電探測(cè)器的最大功率，然后FC接口接到光電探測(cè)器的FC輸入接口上。然后用我們配置的SMA轉(zhuǎn)BNC線，鏈接光電探測(cè)器SMA輸出接口，另一端接到示波器上。設(shè)置示波器探測(cè)參數(shù)，看看是否需要50歐的負(fù)載。然后就可以探測(cè)了。

空間光光電探測(cè)器

激光射入光電探測(cè)器（要注意進(jìn)入探測(cè)器的功率，不要超過(guò)飽和功率）

通過(guò)SMA轉(zhuǎn)BNC線，連接示波器跟光電探測(cè)器的輸出，從示波器上可以看到脈沖波形圖。