随着激光锁模技术的不断发展,激光脉冲的宽度越来越窄,从而得到了越来越广泛的应用,这就要求脉冲测量手段不断提高。为了准确研究超短脉冲,长期以来,人们已经形成了二阶自相关法、频率分辨光学开关法(FROG)、自参考光谱位相相干电场重建法(SPIDER)等测量方法,并各具特点。本文详细阐述了超短脉冲的常用测量技术,对其优缺点进行了比较分析。针对常用方法的不足,结合近些年来双光子效应的研究成果,我们采用双光子探测器取代常用的非线性晶体,并首次利用光纤延迟取代空间光路延迟,综合了非线性光纤光学、光无源器件的应用、光电转换、模拟电路、单片机等知识,设计出了一套全光纤超短脉冲测量系统。本系统的主要原理是:把入射光分为两束,让其中一束光通过一个可调光纤延迟线,再把这两束具有相同幅度并延时重合的光合路后送进双光子探测器,该探测器同时吸收两个光子发生双光子效应从而产生电流信号,且其大小与双光子自相关信号的强度成正比。调节延迟时间,自相关信号以及电流信号的大小都将随之而改变,从而得到自相关曲线。对自相关曲线进行必要的处理与计算便可得到对应的脉冲宽度。与传统的测量方法和仪器相比,本系统采用全光纤结构延迟,使其结构更加紧凑;采用双光子探测器,使其应用更加便捷,并能测量更低功率脉冲的脉宽。本文内容主要做以下编排:(1)在第一章和第二章系统地介绍了超短脉冲常用的几种测量技术,并对这些测量技术的优缺点进行了对比分析;(2)在第三章到七章阐述了双光子自相关皮秒脉冲检测系统的基本原理,并对系统方案进行了详细的分析和设计;(3)在最后一部分对实验结果进行了深入的讨论,对实验误差进行了详尽的分析,并提出了进一步的改进方案。