[发明专利]载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生方法及装置

权利要求书

1.一种载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生方法，具体步骤为：采用一束宽谱的飞秒激光脉冲作为驱动源，其谱宽覆盖550nm-1000nm，经若干啁啾镜及一对尖劈进行色散补偿后，利用凹面银镜令激光以小角度出射后聚焦到一块非线性晶体中，经过差频效应后的激光再经过红外截止滤光片，得到载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲。

2.如权利要求1所述的一种载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生方法，其特征在于，所述宽谱的飞秒激光脉冲为振荡器直接输出的高重复频率低能量飞秒脉冲，即重复频率＞100MHz或者为放大器输出的低重复频率高能量飞秒脉冲，即重复频率≤1kHz，并且所述宽谱飞秒激光脉冲其谱宽要足以支持周期量级飞秒脉冲，所述周期量级飞秒脉冲的脉宽在10fs以下。

3.如权利要求2所述的一种载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生方法，其特征在于，所述宽谱飞秒激光脉冲从放大器中输出，在所述放大器和所述啁啾镜之间还设置若干带通滤光片。

4.一种载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生装置，其特征在于，包括色散补偿系统、第一凹面银镜、第二凹面银镜、非线性晶体和红外滤光片，色散补偿系统包括啁啾镜组和一对尖劈，该啁啾镜组由若干啁啾镜构成，所述啁啾镜组中啁啾镜的摆放位置能保证宽谱的飞秒激光脉冲以小角度入射在一啁啾镜之后并以小角度依次反射到其它啁啾镜上，两尖劈以布儒斯特角相互平行设置，并且两个尖劈的顶尖相对，通光面呈近距离平行，该通光面设置在啁啾镜组后的输出光路上，其中一块尖劈固定不动，另外一块尖劈能够在输出光路的垂直方向移动；所述色散补偿系统用来对所述宽谱的飞秒激光脉冲色散进行补偿，其中，所述啁啾镜组提供固定的负色散，所述一对尖劈提供可调的正色散；第一凹面银镜设置在两尖劈的输出光路上，非线性晶体设置在第一凹面银镜的输出光路上，并可以沿输出光路方向移动，第二凹面银镜设置在非线性晶体的输出光路上，两凹面银镜的焦距相同分别以小角度放置，保证激光均以小角度入射到两凹面银镜上，并且两凹面银镜的间距为第一凹面银镜的两倍焦距，非线性晶体设置在第一凹面银镜和第二凹面银镜的焦点处，红外滤光片设置在非线性晶体至第二凹面银镜输出光路的反射输出光路上。

5.如权利要求4所述的一种载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生装置，其特征在于，若采用放大飞秒脉冲作驱动源，所述载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生装置还包括若干带通滤光片，该带通滤光片放置在光源和所述啁啾镜之间，并保证光源发出的放大飞秒脉冲以小角度入射到所述带通滤光片上。

6.如权利要求5所述的一种载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生装置，其特征在于，所述带通滤光片参数为：750nm-850nm高透，600nm-750nm高反，850nm-950nm高反。

7.如权利要求4所述的一种载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生装置，其特征在于，所述尖劈的材料为熔石英或氟化钙，并且顶尖角度在5度以内；所述色散补偿系统保证经过色散补偿后的宽谱飞秒脉冲为无啁啾的。

8.如权利要求4所述的一种载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生装置，其特征在于，所述第一凹面银镜和第二凹面银镜的焦距为25mm或30mm或35mm。

9.如权利要求5所述的一种载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生装置，其特征在于，所述第一凹面银镜和第二凹面银镜的焦距为300mm或350mm或400mm。

10.如权利要求4所述的一种载波相位自稳定的中红外飞秒激光脉冲产生装置，其特征在于，所述非线性晶体为电极化周期的准相位匹配掺氧化镁的铌酸锂(PP-MgO-LN)，其尺寸为：3×2×1mm，极化周期为17.84μm或者11.21μm；所述红外滤光片为1000nm或2000nm以上波长透过的长波通红外滤光片。