[实用新型]飞秒脉冲压缩装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及飞秒激光脉冲，特别是一种利用高效率亚波长深刻蚀透射式光栅构成的飞秒脉冲压缩装置。

技术背景

飞秒激光脉冲具有峰值功率高和持续时间短等优点，因此在物理、生物、化学以及微制造和微加工方面有广泛的应用。

通常情况下，飞秒谐振腔中产生的激光脉冲由于腔内增益介质等材料的色散，因而带有正啁啾。为了补偿材料色散的影响，达到压缩脉冲的目的，一般会在腔内和腔外插入负色散元件。目前棱镜对是最广泛使用的色散补偿元件，它具有能量损耗低的优点，但是由于棱镜的角色散比较小，因此为了补偿腔内材料色散，棱镜对之间的距离一般会很大，必须使用多个反射镜才能使光路紧凑，这样光路就复杂，空间结构庞大而不易调节。

在先技术1[E.B.Treacy，IEEE J.Quantum Electron.QE-5，454-458(1969)]和在先技术2[O.E.Martinez，J.Opt.Soc.Am.B.3，929-934(1986)]中提出了使用反射式全息光栅对进行脉冲压缩的方法。在先技术3[周常河，白冰，利用达曼光栅对产生多脉冲的装置，发明专利，公开号：CN1786750]采用低密度光栅对再接反射镜的结构，实现对飞秒脉冲的共线分束及压缩。在先技术4[周常河，郑将军，飞秒脉冲压缩装置，发明专利，公开号：CN200959058]提出利用倍密度光栅对进行飞秒脉冲压缩，从而进一步简化了装置。

在先技术3、4考虑的是利用低密度光栅实现飞秒脉冲压缩，它们的缺点就是能量利用率低，装置结构大。

高密度光栅由于能够产生很大的角色散，因此作为展宽器和压缩器，被广泛应用于啁啾脉冲放大(CPA)系统中，以往所采用的光栅一般是反射式全息光栅。由于飞秒激光谐振腔内的材料色散比较小，高密度光栅对之间的距离会非常小，光束的通光口径受到限制，这使得反射式光栅结构在实际应用中存在非常大的技术难度。而使用透射式光栅结构就会使问题较易解决。但如果使用透射式全息光栅，首先不能保证-1级衍射级次的高效率，其次质量良好的透射全息光栅很难制作，这就是本实用新型要解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的为了克服上述现有技术的困难，提供一种飞秒脉冲压缩装置，该飞秒脉冲压缩装置应具有结构紧凑，效率高的特点。

本实用新型的技术构思是：利用亚波长深刻蚀透射式光栅的高效率和大色散能力构成一种新的飞秒脉冲压缩装置，达到结构紧凑，效率高的目的。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种飞秒脉冲压缩装置，其构成包括两个平行放置的第一光栅和第二光栅，该两块光栅具有光栅条纹的一面位于光栅对的内侧，所述的第一光栅和第二光栅均为结构相同的周期为d的亚波长深刻蚀透射式光栅，所述的第二光栅位于第一光栅透射负一级衍射级次方向上，待压缩的飞秒激光脉冲以Bragg角θ入射到第一光栅并满足光栅方程：

sinθ=λ02d]]>

其中：θ为入射角，λ₀为飞秒激光脉冲的中心波长。

所述光栅的周期d满足：

λ0<d<12λ0]]>

在所述的第二光栅透射负一级衍射级次方向上并与该衍射方向垂直地设置第一反射镜，该第一反射镜可沿竖直方向转动一个小于5°的角度。

经所述的第一反射镜返回并从所述的第一光栅输出的光路上设有第二反射镜。

本实用新型的技术效果：