光學(xué)延遲線是一種引入光時(shí)間延遲的光學(xué)裝置，原理一般為通過改變光程來實(shí)現(xiàn)對(duì)光傳播時(shí)間的控制。延遲線的搭建有一個(gè)很重要的參數(shù)就是掃描步長(zhǎng)，和每一步延遲的準(zhǔn)確度，對(duì)于以位移臺(tái)為核心搭建的光學(xué)延遲線而言，這個(gè)精度取決于位移臺(tái)的步長(zhǎng)以及步進(jìn)的精度，因此采用高精度壓電位移臺(tái)是*好的選擇。實(shí)現(xiàn)方式如圖所示：入射光被安裝在壓電位移臺(tái)上的屋脊棱鏡反射兩次沿原方向回射，壓電位移臺(tái)可在水平方向左右移動(dòng)，引入的光程差為移動(dòng)距離的兩倍，引入的時(shí)間延遲量為光程差除以光速。可以利用脈沖間的時(shí)間延遲來實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量。

在超快科學(xué)領(lǐng)域，延遲線常用于自相關(guān)測(cè)脈寬，以及泵浦探測(cè)，時(shí)域光譜等領(lǐng)域。由于飛秒量級(jí)的時(shí)間已經(jīng)遠(yuǎn)超出了示波器、PD探頭的響應(yīng)速度極限，因此無法直接通過示波器等儀器直接測(cè)出脈寬，一般通過自相關(guān)的方式進(jìn)行測(cè)量，自相關(guān)測(cè)量的原理是將一個(gè)脈沖分成等強(qiáng)度的兩個(gè)脈沖，使其中一束光通過延遲線后將兩束光合束并通過倍頻晶體（如BBO），通過PD探頭測(cè)量，PD探頭的測(cè)量結(jié)果正比于光強(qiáng) 。通過改變延遲線的時(shí)間延遲（控制位移臺(tái)移動(dòng)）獲得一系列強(qiáng)度-位置數(shù)據(jù)，利用得到將位置轉(zhuǎn)化為時(shí)間，即可得到自相關(guān)圖像，測(cè)得脈寬。

同時(shí)為了防止測(cè)量過程中引入的色散，自相關(guān)光路中一般盡可能的少引入透射元器件，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，一般使用中空屋脊棱鏡或者中空角錐。

自相關(guān)光路：

延遲線在泵浦探測(cè)中的應(yīng)用

下圖所示為一套基于馬赫-曾德爾干涉設(shè)計(jì)的泵浦探測(cè)光路，采用環(huán)形反射鏡分割與合并波前。輸入光束的中心部分被一對(duì)安裝在壓電位移臺(tái)上的直角反射鏡反射，充當(dāng)延遲線的作用。延遲的步長(zhǎng)與精度取決于壓電位移臺(tái)的步長(zhǎng)與精度。在合束后，光束的外環(huán)形部分被聚焦成氣體射流產(chǎn)生高次諧波。光束的中心部分用于探測(cè)，基于這種設(shè)計(jì)的光路，可通過調(diào)節(jié)阿秒脈沖串和紅外基頻激光場(chǎng)之間的相位差觀測(cè)到邊帶的調(diào)制，從而重建原始的阿秒脈沖信息。

參考文獻(xiàn)（對(duì)應(yīng)最后一張圖）：

Y. Mairesse et al，Attosecond Synchronization of High-Harmonic Soft X-rays. Science 302, 1540 (2003);