技术参数

•    脉冲宽度分辨率：＜1飞秒

•    最小可测脉冲宽度：约4飞秒

•    最大可测脉冲宽度：约100皮秒

•    扫描范围：＞195皮秒

•    探测灵敏度：最小平均功率与峰值功率乘积[P_aP_pk]_min=10^-6瓦²

•    工作波长范围：410纳米-10微米

•    支持干涉测量/无背景测量模式

•    可选配互相关测量功能

•    支持光纤耦合/自由空间光输入

•    可选配低重复频率模式（重复频率＞4赫兹）

•    可选配计算机数据采集功能

•    搭配高灵敏度版本及光电倍增管时（工作波长550-1700纳米），探测灵敏度可达10⁻⁷瓦²

FR-103XL是一款无色散、实时型非线性晶体自相关仪，专为测量超短激光脉冲的时间宽度设计。该设备探测灵敏度、分辨率和动态范围均达到行业顶尖水平，且操作简便，既适用于光通信领域常见低功率激光器的监测，也可对任意锁模激光器产生的超短飞秒/皮秒脉冲进行宽光谱范围测量。

无色散、高分辨率特性

对于脉宽低至约5fs的激光脉冲，FR-103XL的色散影响可忽略不计。设备采用高反射金属镀膜光学元件（唯一的透射元件为超薄＜1微米薄膜分束器），实现了接近1fs的超高分辨率（分辨率仅受非线性晶体厚度限制）。

平行反射镜旋转组件

通过平行反射镜组件引入高速扫描的周期性光延迟，这一独特的结构设计可实现无误差的均匀延迟生成，轻松实现大延迟量输出，同时保持无色散的干涉测量分辨率。

宽扫描范围、高线性度

平行反射镜组件产生的延迟量是时间的精确正弦函数，因整个扫描过程仅在小角度范围内完成，线性近似效果极佳（即使对100ps的长脉冲，测得的自相关曲线半高宽误差也＜0.5%）。光延迟生成过程均匀，无其他延迟方法中易出现的位置不确定误差。此外，通过对延迟量进行精确的正弦数值变换，可使自相关延迟轴达到完美线性。

FR-103XL的理论校准系数（CF）具有高度稳定性，因平行反射镜的均匀旋转速率由晶体锁定。同时，迈克尔逊干涉仪固定臂配备的千分尺，支持用户通过实验对校准系数进行检验和验证。

凭借高分辨率和宽扫描范围，FR-103XL可同时监测飞秒主脉冲与相距数皮秒的卫星脉冲；该宽扫描范围也适用于观测10GHz以上光通信信号中相邻脉冲的互相关特性，亦可便捷测量脉冲翼部的消光比。

高灵敏度、大动态范围

FR-103XL的探测灵敏度表现卓越，噪声等效信号水平可达10⁻⁷W^2*，且动态范围约为10⁴，进一步提升了设备的测量能力。

在550-1700纳米波长范围、搭配光电倍增管（积分时间1皮秒）且非线性晶体厚度1毫米的工况下；高灵敏度版本的探测灵敏度可达10⁻⁸瓦^²

上图：使用FR-103XL观测到的1552nm处约1mW连续波输入（P_avP_pk=10^-6W^²）的自相关。信号平均值=4

实测案例

1552nm连续光输入（功率1毫瓦，P_avP_pk=10⁻⁶瓦^²，平均次数=4）的自相关测量；

商用光纤激光器（1552纳米，脉宽500飞秒、平均功率1毫瓦）脉冲的实测结果显示，对测量曲线进行垂直放大后，可清晰观测到与主脉冲相距约7皮秒的弱卫星脉冲（无信号平均处理）。
这些优异的性能指标，使FR-103XL成为测量锁模激光器中常见弱卫星脉冲的理想设备。
工作波长适配（选配BBO/KDP/红外晶体/拓展红外光电二极管模块）
三款优化的非线性晶体可支持设备工作至约5000nm，标准配置含用户定制的一款非线性晶体，选型如下：
BBO晶体：410-600nm；
KDP晶体：510-1100nm；

红外晶体：850-5000nm。

上述非线性晶体均适配垂直偏振输入光，镀有宽带增透膜，并配备对应工作波段的基频光截止滤光片。为保证晶体长期稳定使用，设备随附干燥剂，用于非工作状态下的晶体防护。

非线性晶体的标准厚度由用户定制（0.1毫米/0.3毫米/1毫米），选型时需兼顾分辨率（晶体越薄，分辨率越高）与探测灵敏度（晶体越厚，灵敏度越高）的权衡：0.3毫米厚度的晶体通常可满足低至约30飞秒脉冲的测量需求；测量更短脉冲时需选用更薄晶体；测量脉宽小于10飞秒的脉冲，需定制厚度＜25微米的非线性晶体。

FR-103XL配备两款超薄薄膜分束器：一款为通用型（VS），覆盖全工作波长范围；另一款为红外优化型（IR），适用于700纳米以上波长。波长＜700纳米时需使用通用型分束器，波长＞700纳米时推荐使用红外优化型分束器。

拓展红外波长光电二极管模块（xxxx型）

标准款FR-103XL的光电倍增管（PMT）工作波长为410-1800nm，通过在光电倍增管外壳前端加装插拔式光电二极管（PD）模块，可拓展红外波段的测量范围，模块选型如下：

1300型：1300-2200nm；

2200型：2200-3400nm；

3000型：3000-5000nm。

需注意，此类光电二极管模块无光电倍增管的增益效果，探测灵敏度会大幅下降；通常在该类模块的工作波段，测量亚皮秒锁模脉冲需至少约5毫瓦的平均输入功率。

可选配功能

互相关测量功能（/CC）

FR-103XL内置辅助测量端口，可对两束空间分离的同步光进行互相关测量，该端口也可加装光纤适配器[/FA(CC)]。

干涉测量模式（/IO）

FR-103XL的标准配置为迈克尔逊干涉仪结构，采用非共线无背景二次谐波产生技术；也可按需切换为共线干涉型二次谐波产生模式。通过将积分时间开关调至最高分辨率档位（＜1飞秒），可获得条纹分辨的自相关测量结果（该档位增益最低，需更高的输入光功率）。

光纤适配器（/FA）

在FR-103XL的可变输入光阑处，可加装带准直器的万向节支架式光纤适配器，实现光纤耦合光的便捷接入。该适配器为工厂校准定位，反复插拔无需重新校准，且可轻松拆卸，切换为自由空间光输入模式。

标准光纤适配器为FC接口（FC/PC或FC/APC），工作于1550纳米波长时，可连接保偏色散位移光纤跳线。适配器的准直器焦距可调，可在极宽的波长范围内实现良好的准直效果；适配器组件内还配备半波片支架，用户可根据工作波长加装半波片，实现偏振态调控。

该光纤适配器也可适配互相关测量端口[/FA(CC)]。

低重复频率模式（/LRR）

平行反射镜的旋转速率与输入光的重复频率（约数）锁相，同时在旋转速率上叠加线性相位调制，可在约15秒内完成自相关曲线的累积采集，并对任意重复频率（＞4赫兹）的激光器进行连续监测，该模式对重复频率＜100赫兹的脉冲测量尤为适用。

高灵敏度版本（HS）

选配该版本后，设备支持两种工作模式：

1.匀速旋转模式（与标准款FR-103XL一致），刷新率典型值约2赫兹；

2.可控运动模式：平行反射镜在迈克尔逊干涉仪两臂脉冲重叠的波长范围内，可实现四档可选的极速减速，在重叠范围外则加速复位，完成循环扫描。

标准款FR-103XL（无低重复频率模式）的实时自相关功能通常适用于重复频率＞100千赫兹的激光器，而高灵敏度版本[FR-103XL(HS)]可实现对任意重复频率＞100赫兹激光器的实时自相关测量，对千赫兹级放大激光器的测量尤为适用。

若同时加装计算机数据采集功能（/CDA），FR-103XL(HS)/CDA可在计算机控制下，对重复频率＞4赫兹的任意输入脉冲进行测量；该版本支持更长的积分时间，探测灵敏度进一步提升。

加装该功能后，设备内置数据采集卡，通过USB接口与任意搭载Windows系统的计算机互联，配套软件可实现自相关曲线的实时显示、分析（信号平均、典型脉冲形状曲线拟合）与保存。

从计算机数据采集功能的典型显示界面可见：信号曲线（蓝色）可拟合为双曲正割平方型（黄色）或高斯型（红色）脉冲曲线，并直接读取对应脉冲宽度；可在曲线半高位置设置光标（绿色竖线）；界面底部的缩放按钮（蓝色）可实现显示范围的放大/缩小。