日前，由中國計(jì)量科學(xué)研究院承擔(dān)的國家“十一五”科技支撐課題 “飛秒脈沖激光參數(shù)測量新技術(shù)研究”通過了專家驗(yàn)收。該課題自主研制的飛秒脈沖自相關(guān)儀和飛秒脈沖光譜相位相干儀實(shí)現(xiàn)了飛秒脈沖激光參數(shù)的準(zhǔn)確測量，課題組提出的飛秒脈沖光譜相位還原方法降低了傳統(tǒng)方法的測量不確定度，將我國飛秒脈沖激光參數(shù)的準(zhǔn)確度提高到國際領(lǐng)先水平。

飛秒是時(shí)間單位，1飛秒相當(dāng)于10-15秒。它有多快呢？我們知道，光速是1秒鐘30萬公里，而在1飛秒內(nèi)，光只能走0.3微米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的百分之一！飛秒脈沖是人類目前在實(shí)驗(yàn)室條件下能獲得的在可見光至近紅外波段的最短脈沖，它以其獨(dú)具的持續(xù)時(shí)間極短、峰值功率極高、光譜寬度極寬等優(yōu)點(diǎn)，在物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、光通訊、外科醫(yī)療、精細(xì)加工制造及超小器械制造等領(lǐng)域得到很廣泛的應(yīng)用。如何準(zhǔn)確地測量超短脈沖信息已成為飛秒脈沖研究領(lǐng)域迫切需要解決的難題。

圖：光譜相位相干儀

該課題成功解決了這一技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了超短脈沖時(shí)域參數(shù)的精確測量，對于超短脈沖的更深一步的研究和應(yīng)用具有重要意義。多家國際同行研究單位引用課題組提出的新技術(shù)成功解決了超短脈沖研究和應(yīng)用中存在的技術(shù)問題，極大地提升了我國在超短脈沖激光參數(shù)測量領(lǐng)域的國際地位。

日本北海道大學(xué)應(yīng)用課題組提出的新方法，實(shí)現(xiàn)了超短脈沖參數(shù)的精確測量和反饋控制，在各種光纖中都產(chǎn)生了極短的光脈沖；法國圣艾蒂安大學(xué)利用該技術(shù)成功地實(shí)現(xiàn)了寬帶群折射率的高分辨率測量；德國馬克思－波恩研究所多次測量實(shí)驗(yàn)表明，課題組提出的方法測量結(jié)果比傳統(tǒng)方法的準(zhǔn)確度提高了1倍。

據(jù)課題負(fù)責(zé)人、中國計(jì)量院鄧玉強(qiáng)博士介紹，課題組在成功解決飛秒級超短脈沖參數(shù)測量的基礎(chǔ)上，又展開了皮秒級超短脈沖測量的研究。皮秒脈沖處于納秒脈沖和飛秒脈沖之間的帶隙（#p#分頁標(biāo)題#e#1皮秒=10-12秒），它的光譜相對較窄，難以使用測量飛秒脈沖的光譜干涉技術(shù)，而傳統(tǒng)的自相關(guān)儀器又存在量程范圍小，需要標(biāo)定校準(zhǔn)，測量準(zhǔn)確度不高等諸多問題。為解決這些問題，課題團(tuán)隊(duì)又自主研發(fā)了一種新技術(shù)和裝置，實(shí)現(xiàn)了亞十飛秒（10-14秒）至數(shù)百皮秒（10-10秒）寬度范圍內(nèi)超短脈沖的精確測量，能得到強(qiáng)度自相關(guān)和條紋分辨自相關(guān)兩種結(jié)果，該裝置可實(shí)現(xiàn)測量的自校準(zhǔn)，不僅提高了皮秒級激光脈沖寬度的測量準(zhǔn)確度，而且擴(kuò)大了超短脈沖參數(shù)測量的量程，進(jìn)一步提高了我國超短脈沖激光時(shí)域參數(shù)的測量能力。