為什么要測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。

如何探測激光脈沖寬度

不同激光脈沖寬度的測量使用的測試裝備不一樣，

• 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器PD + 示波器進(jìn)行測量。
• 對(duì)于皮秒（ps)級(jí)脈沖，這個(gè)需要看具體情況，比如說是大幾百ps的脈沖，也是可以PD+示波器進(jìn)行測量的。對(duì)于很小的幾ps這樣的脈沖，那估計(jì)得跟探測飛秒脈沖一樣得方法。

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

測試前得準(zhǔn)備

1、選擇合適的光電探測器+示波器

這一步非常重要，因?yàn)檫x擇不合適，是探測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到指定激光脈沖寬度的探測器及示波器了。 所以我們可以通過計(jì)算，探測幾百ps得脈寬，需要得光電探測器跟示波器得帶寬就需要幾十G了。對(duì)于幾十G的光電探測器還好不是很貴，但是可以探測幾十G的示波器，這個(gè)造價(jià)就非常高了。

舉例說明：

我們擬探測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器的上升時(shí)間應(yīng)該是：2ns/2 = 1ns. 即探測器的上升時(shí)間理論上至少要小于1ns，實(shí)際探測需要更小一些，這樣才可以看到更完整得波形。通過以上上升時(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器了呢？答案是還不行。我們需要選擇合適的光電探測器，還需要確定以下幾個(gè)參數(shù)：

• 激光器的波長
• 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器。
• 激光進(jìn)探測器的功率多大，如果功率超過光電探測器的飽和功率（最大功率），光電探測器有可能會(huì)損壞。

2、接線。

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

空間光光電探測器

激光射入光電探測器（要注意進(jìn)入探測器的功率，不要超過飽和功率）

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