オートコレレータ

リアルタイム干渉計 自己相関器は、可変ビーム経路差を調べることによって、光ビームの強度やスペクトル成分などの自己相関を調べるために使用される電子ツールです。 「光自己相関」を参照してください。

干渉計式自己相関器では、入力ビームは標準ビームスプリッターを使用して固定パスビームと可変パスビームに分割されます。固定パスビームは既知の一定の距離を移動しますが、可変パスビームは回転ミラーまたはその他のパス変更メカニズムによってパス長が変更されます。2 つのパスの終端では、ビームは理想的には平行ですがわずかに離れており、正しく配置されたレンズを使用して、2 つのビームは第 2 高調波発生 (SHG)結晶内で交差します。出力の自己相関項は光電子増倍管 (PMT)に渡され、測定されます。

入力ビームをエンベロープ を持つ単一パルス、一定の固定経路距離、および時間の関数としての可変経路距離と見なすと、SHGへの入力は次のように考えることができます。 ${\displaystyle E(t)}$${\displaystyle D_{F}}$${\displaystyle D_{V}(t)}$

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

これは、光の速度とビームが所定の経路を移動する時間から来ています。一般的に、SHGは入力の2乗に比例した出力を生成します。この場合、 ${\displaystyle c}$${\displaystyle D/c}$

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

最初の2つの項はそれぞれ固定パスと可変パスのみに基づいていますが、3番目の項はそれらの差に基づいています。

${\displaystyle E^{2}(t')+E^{2}\left(t'-A(t)\right)+2E(t')E\left(t'-A(t)\right)\,{\mbox{ ただし }}\,A(t)=\left(D_{V}(t)-D_{F}\right)/c\,{\mbox{ かつ }}\,t'=t-D_{F}/c}$

使用されるPMTはエンベロープ関数よりもはるかに遅いと想定されているため、入力信号を効果的に統合します。 ${\displaystyle E(t)}$

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

固定パス項と可変パス項は互いに依存していないため、自己相関項の検査ではバックグラウンドの「ノイズ」となり、理想的には最初に除去される。これは、運動量ベクトルを調べることで達成できる。

${\displaystyle k_{F}+k_{V}=k_{SHG}}$

固定および可変運動量ベクトルがほぼ等しい大きさであると仮定すると、第2高調波運動量ベクトルは幾何学的にそれらの間に位置する。コンポーネントのセットアップに十分なスペースが与えられていると仮定すると、PMTにスリットを取り付けることで、自己相関項をほとんど失うことなく、発散する固定ビームと可変ビームが自己相関測定に与える影響を減らすことができる。 次に、ほぼ等しいと仮定できる 。${\displaystyle S(t)}$

${\displaystyle S(t)=\int E(t')E\left(t'-A(t)\right)\,dt'}$

これは、経路長の差の関数として自己相関を与えます。 ${\displaystyle A(t)}$

• キャリブレーション係数- オートコリレータの出力を表示するときに、実時間をパルス遅延時間に変換する係数。この 1 つの例は、Coherent モデル FR-103 スキャン オートコリレータの 30 ps/ms です。これは、オシロスコープで表示すると、30 ps のパルス オートコリレーション幅で 1 ms FWHM トレースが生成されることを示しています。
• 時間分解能- PMT の時間定数に関連し、時間定数に校正係数を掛けることで推定値を得ることができます。

• 自己相関法
• カテゴリー:非線形光学
• カテゴリー:非線形光学材料
• 光学的自己相関

• Coherent Mira モデル 900 レーザー オペレーター マニュアル
• 通信の原理：システム変調とノイズ 5 版、ロジャー E. ジーマーとウィリアム H. トランター
• 光エレクトロニクスと光ファイバーの基礎、チンリン・チェン