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本文介绍了一种用于测量单发超快光脉冲时间波形的全光条纹相机装置。该系统所采用的GaAs平面光波导的上包层具有金膜的锯齿结构阵列，待测超短信号光脉冲完全进入波导芯层后，经过同步的泵浦光垂直入射并选择性激发芯层载流子从而引起折射率分布改变导致棱镜阵列的产生。信号光前后不同部分经过的棱镜个数不同而发生不同程度偏转，进而使时域波形转化为空域波形。本文开展了以下的工作: 1.介绍全光条纹相机的工作原理，装置的参数以及光束偏转器件的设计和制作。光波导结构采用的是Al.24Ga.76As/GaAs/Al.24Ga.76As/GaAs衬底，三个功能层的厚度沿泵浦光入射方向由上到下分别是1.17μm、0.6μm、2.73μm。中间的芯层GaAs为信号光通道，由于Al.24Ga.76As的禁带宽度大于GaAs的禁带宽度，从而形成势阱，抑制载流子扩散，对载流子形成有效的约束。 2.模拟分析了泵浦光吸收对载流子密度饱和与折射率改变的影响以及带隙收缩、带隙填充和自由载流子吸收三种效应对折射率改变的影响。分析表明，当泵浦光的能量密度为40μJ/cm2时，载流子密度可达到1018/cm3，芯层折射率改变约1％，该装置时间分辨率可达1ps。 3.分析了影响时间分辨率和动态范围的几种因素。影响时间分辨率的因素主要包括:棱镜的离散化导致相位畸变，棱镜的分布布拉格反射，棱镜的衍射和散射，由于泵浦光的非均匀性导致的波前畸变以及色散，分析表明，泵浦光的非均匀性对时间分辨率的影响最为严重。影响动态范围的因素主要包括:信号光的非线性效应以及光学背景噪声，光学散粒噪声、采样抖动噪声等噪声。 4.对全光条纹相机进行了前期的实验研究并且对其结果进行分析。实验并没有获得光束偏转现象。分析原因:芯层GaAs厚度是0.6μm远远小于基底GaAs厚度365.5μm，并且光波导端面是极其的不平整，芯层处的光可能几乎全部散射掉，部分信号光通过衬底GaAs传输。泵浦光的能量密度在传播0.6μm深度后，密度下降低于原来密度的35％，因此不足以诱导衬底GaAs折射率的改变，从而导致输出的信号光的分布没有明显变化，光束偏转也就不存在。