本发明公开了一种测量级联辐射过程中最上能级非均匀展宽的装置，该装置包括：Franson型干涉仪系统与反馈控制系统；级联辐射过程发出的光子对经过所述Franson型干涉仪，探测它们的双光子关联信号，从而获得Franson干涉仪系统的干涉条纹，通过改变Franson型干涉仪系统的臂长差，读取各种情况下fanson干涉可见度的大小，从而获得最上能级非均匀展宽的情况；所述反馈控制系统，用于计算Franson型干涉仪系统的相位差的变化，以保持Franson型干涉仪系统的相对稳定。采用本发明公开的装置，可以直接测量出级联辐射最上能级的非均匀展宽，从而扩展了能级研究的范围。
