GRENOUILLE
La observación sensata de campos electrónicos de luz láser incidente ultrarrápida eliminada por rejillas ( GRENOUILLE ) es una técnica de medición de pulso ultracorto basada en la compuerta óptica resuelta en frecuencia (FROG). Se eligió el acrónimo debido a la relación de la técnica con FROG; grenouille es francés para rana . [1]
Debido a que la mayoría de las técnicas de FROG tienen un autocorrelacionador , también tienen los delicados problemas de alineación que conlleva. Además, la mayoría de los FROG usan un cristal delgado de segunda generación de armónicos (SHG) y un espectrómetro , lo que agrega requisitos de intensidad de señal y problemas de alineación adicionales. GRENOUILLE es un dispositivo simple basado en el SHG FROG, que reemplaza el divisor de haz , la línea de retardo y los componentes de recombinación del haz del autocorrelacionador con un prisma.y reemplazar el espectrómetro y la combinación de cristal fino de SHG por un cristal grueso de SHG. El efecto de estos reemplazos es eliminar todos los parámetros de alineación sensibles mientras aumenta la fuerza de la señal. Estos cambios también reducen la complejidad y el costo de este tipo de sistema. Sin embargo, al igual que los sistemas anteriores, GRENOUILLE todavía determina la fase completa y los datos de intensidad de un pulso y produce trazos idénticos en forma a los de SHG FROG.
Una configuración típica de GRENOUILLE utilizada con un haz de entrada cuadrado teórico se puede ver arriba. El primer elemento, una lente cilíndrica horizontal , se utiliza para enfocar con precisión el haz de señal entrante en una franja horizontal en el cristal SHG grueso para producir un rango de ángulos de incidencia del cristal (más sobre esto a continuación). Mientras se enfoca, el haz pasa a través de un biprisma de Fresnel con un ángulo de vértice cercano a 180 °. El biprisma de Fresnel es esencialmente dos prismas delgados unidos en su base. El efecto de este elemento es dividir el haz en dos fuentes y superponer las dos en el punto de enfoque en el cristal SHG, mapeando asíretraso a la posición horizontal. Esto reemplaza la función del autocorrelacionador en los diseños originales de FROG. Sin embargo, a diferencia del autocorrelacionador, los haces del biprisma de Fresnel se alinean automáticamente en el tiempo y el espacio, eliminando una serie de parámetros de alineación sensibles.
El cristal grueso de SHG en esta configuración realiza dos funciones. Los dos rayos idénticos del biprisma se cruzan en el cristal con un retardo que varía en la dirección horizontal, lo que es efectivamente un proceso de autodisparo. La segunda función del cristal SHG es actuar como espectrómetro al convertir el ángulo de incidencia vertical en longitud de onda . El ancho de banda de ajuste de fase limitado del cristal hace que la longitud de onda generada varíe con el ángulo de incidencia. Por lo tanto, el enfoque inicial debe ser lo suficientemente ajustado para incluir todo el espectro del pulso. Después del cristal SHG, se utiliza un conjunto de lentes cilíndricos para visualizar la señal en una cámara con longitud de onda mapeada verticalmente mientras que el retardo se mapea horizontalmente. [2]
En general, ocurren varias cosas en el cristal: primero, los dos haces o pulsos del biprisma se cruzan en un ángulo muy grande que actúa como un autocorrelacionador de disparo único, autorregulando el pulso para producir un retardo variable en la horizontal. dirección. En la dirección vertical, el ancho de banda de fase limitada de la fase del cristal coincide con una pequeña porción diferente del ancho de banda del pulso de entrada para cada ángulo de incidencia, actuando efectivamente como un espectrómetro. El resultado final es el espectro de longitud de onda en la dirección vertical para cada cantidad de retraso en la dirección horizontal.
