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超短超强激光装置的聚焦峰值功率已经达到1022 W/cm2,未来将可能发展到1025 W/cm2,为人类进行极端物理实验提供了可能,随着激光强度的提高,激光系统对信噪比的要求也随之增加,需达到1010甚至更高,这对信噪比测量(特别是单次脉冲信噪比测量)技术提出了极大的挑战。 针对目前超短超强激光单次脉冲信噪比测量的发展现状和技术需求,本文提出了谐振腔振荡式单次脉冲信噪比测量技术。该技术以三阶强度互相关理论为基础,利用谐振腔脉冲复制器,实现单个脉冲的复制,得到等比例强度衰减的基频被测脉冲序列和倍频扫描脉冲序列,在脉冲序列中不同脉冲对之间引入不同的时间延迟,从而实现对单次脉冲的扫描测量。同时谐振腔技术,将本不可被光电器件分辨的超短脉冲信号,延展为可分辨的信号,可以采用PMT直接进行测量。 本文对谐振腔振荡式单次脉冲信噪比测量技术进行了详细的理论分析,分析表明该技术可实现1010甚至更高信噪比的动态范围,获得50ps甚至更大的时间窗口,达到百飞秒的高时间分辨率,而且采用全口径光束测量,保证了测量信号的高保真度,谐振腔结构的稳定性也可以保证。另外,分析了色散、次脉冲等因素可能引入的误差,采取了相应措施消除影响。