飛秒時間量級已經(jīng)超出了電子響應(yīng)速度的極限，因此不可能用快速響應(yīng)的電子儀器直接測量飛秒脈沖的時域特性匀谣。飛秒脈沖的特性主要是強度和相位隨時間的變化規(guī)律照棋。
飛秒脈沖的時域測量
根據(jù)光速 c=3*10?8 m/s可知，1fs的脈沖空間持續(xù)長度為0.3微米武翎，這個距離可以通過精密的位移平臺掃描而分辨烈炭，因此可以將測量超短脈沖的時間寬度轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g長度而測量。最常用的方法是自相關(guān)法宝恶，這就是把入射光分為兩束符隙，讓其中一束光通過一個延遲線趴捅，然后再把這兩束光合并，通過一塊倍頻晶體霹疫，或雙光子吸收/發(fā)光介質(zhì)拱绑，獲得于光強平方成正比的信號，改變延遲可得到一系列這樣的信號丽蝎，這個信號的強度對延遲的函數(shù)即為脈沖的自相關(guān)信號猎拨，自相關(guān)法分為強度自相關(guān)和條紋分辨的自相關(guān)。強度自相關(guān)法又分為有背景和無背景的自相關(guān)法屠阻。
線性自相關(guān)
自相關(guān)可用如圖所示的邁克爾遜干涉儀實現(xiàn)红省，入射被分束板分為強度相等的兩束光，再在分束板上合束国觉，在同方向共線傳播的情況下吧恃，一束光對另一束光掃描時，在接收器上可現(xiàn)實干涉信號麻诀，由于接收器的響應(yīng)對于光頻是緩慢的痕寓，得到的信號只是一個平均值，只和時間的慢變部分有關(guān)：設(shè)兩束光的場強分別為A1和A2针饥，
這是電場線性自相關(guān)信號厂抽，第一項是常數(shù)需频，對應(yīng)脈沖的能量丁眼，第二項是干涉項，這個信號的傅里葉變換恰恰是脈沖的光譜昭殉，這正是傅里葉變換光譜的原理苞七，不反映脈沖的時域?qū)挾取?/p>
非線性自相關(guān)
如果引入一個快門，或者用脈沖自己的非線性效應(yīng)作為一個時間開關(guān)挪丢，即在探測器前加一個非線性介質(zhì)蹂风，如倍頻晶體，因為倍頻信號的強度與基頻光的光強的平方成正比乾蓬。
自相關(guān)波形的半高寬（FWHM）與脈沖寬度的比值為：1.414惠啄，這個比值也稱為反卷積因子，對不同的脈沖波形任内，這個因子不同撵渡，如雙曲正割型脈沖強度自相關(guān)波形的半高寬與脈沖寬度的比值為1.543。
強度自相關(guān)圖形只能得到脈沖波形的自相關(guān)寬度信息死嗦，如果脈沖波未知趋距，相位不是常數(shù)的情況，難以從強度相關(guān)獲得脈沖的波形和相位信息越除。
而條紋分辨的自相關(guān)可以揭示脈沖中相位的信息节腐，但是這個信息仍然不是唯一的外盯，不同的波形和不同的相位仍然可以給出系統(tǒng)的條紋相關(guān)圖形，說明一維的時間相關(guān)不能給出脈沖的全部信息翼雀，對于非常寬的脈沖光譜往往非常不規(guī)則饱苟，僅僅從脈沖自相關(guān)波形不能判斷脈沖的寬度，需要從測量的脈沖光譜乘以測得的相位函數(shù)做傅里葉變換狼渊，得到脈沖的時域形式掷空，從而計算出脈沖的寬度。
三階非線性非對稱脈沖的測量
無論脈沖的形狀如何囤锉，二階自相關(guān)只能測量出對稱的曲線坦弟，利用三階非線性效應(yīng)可以測量脈沖的非對稱形狀，三階非線性自相關(guān)采用非平衡的干涉儀獲得脈沖的三階自相關(guān)曲線官地，可以利用衰減器或具有不同反射比的分光片改變干涉儀一臂的光強酿傍。
三階相關(guān)的光路與二階相關(guān)基本相同，區(qū)別只是分束的兩路光強不等驱入，如圖為光強衰減系數(shù)為0.04的三階相關(guān)和二階相關(guān)的測量曲線：
從圖中可以看出二階自相關(guān)測量的結(jié)果是對稱的赤炒，不能區(qū)分出脈沖的對稱性，而三階自相關(guān)得到了非對稱的相關(guān)曲線亏较，可以清楚地判別出脈沖的非對稱性莺褒。
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