[实用新型]一种强激光聚焦装置

说明书

技术领域

本实用新型提供了一种强激光聚焦装置，属于激光技术领域，尤其是涉及激光聚焦领域。

背景技术

在需要用到强激光且光斑斑点比较细小的领域，激光需要进一步进行聚焦，目前的激光聚焦主要采用透镜或透镜组实现激光的聚焦。在强激光照射下，特别是在高强度脉冲激光下，聚焦透镜及其容易损坏且焦点光斑较大；并且透镜组的成本较高，灵活性不够，而且由于热透镜效应，聚焦焦点容易漂移。

利用强激光在高非线性介质中的自聚焦效应，采用高非线性系数的克尔介质作为强激光的聚焦介质实现强激光的自聚焦，相比聚焦透镜或透镜组，具有成本低，聚焦光斑小，且焦点位置稳定的特点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种强激光聚焦装置。该装置不需要传统的聚焦透镜或透镜组，而是利用强激光在高非线性介质中的自聚焦效应，实现激光的聚焦。该装置具有结构简单、运转稳定等特点。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

本实用新型由石英入射窗和出射窗(1)，玻璃管(2)，注液口(3)和高非线性系数液体(4)构成，所述的石英入射窗和出射窗(1)为厚度范围为1-3mm，直径为1cm-3cm透明的石英圆片，玻璃管(2)上设有注液口(3)，玻璃管(2)中装有高非线性系数液体(4)，玻璃管(2)两端设有石英入射窗和出射窗(1)，强激光垂直照射到本装置的入射窗口上，进入到玻璃管，入射到高非线性系数的液体中，从出射窗口射出。

所述的玻璃管为管壁厚度为1-2mm，管壁外径为1-3cm，管长为2-5cm的透明玻璃管，石英入射窗和出射窗与玻璃管两端用高性能胶水粘牢、密封。

所述的注液口为口径为2-4mm，在玻璃管上开口，并带有口塞，均为玻璃材质。

所述的高非线性系数的液体为CS₂液体或者CCl₄液体。

本实用新型的工作原理是：强激光垂直照射到本装置的入射窗口上，进入到玻璃管，入射到高非线性系数的液体中，由于液体的高非线性效应，当激光强度在一定的阈值之上时，产生克尔效应，激光发生自聚焦，从出射窗口射出；自聚焦的焦距可调，由注满高非线性系数液体的玻璃管长度确定。

附图说明

图1是一种强激光聚焦装置图；

图2是强激光聚焦光路示意图；

图3是强激光光斑中心的强度在本装置中随传输路径的变化关系图。

具体实施方式

下面结合附图及实施实例对本实用新型作进一步描述：

参见附图1，一种强激光聚焦装置，其构造为：石英入射窗和出射窗1，玻璃管2，注液口3和高非线性系数液体4。石英入射窗的厚度为2mm，直径为2cm；玻璃管的直径为2cm，管壁厚度为1mm，管长为2cm；注液口的位置对称分布于离玻璃管两端0.5cm位置，注液口口径为1mm；从注液口向玻璃管中注入液态CS₂，其线性折射率为和非线性系数分别为n₀＝1.62，n₂＝1.3×10^-11esu。入射的激光波长为λ＝532nm，此时CS₂的折射率满足方程(1)，

n＝n₀+n₂|A|²                      (1)

其中A为入射激光的振幅，它与激光强度的关系为I＝|A|²。可以看出，CS₂的折射率随着激光强度的增大而增大，当激光强度达到或超过阈值功率密度100KW/cm²时，可以实现激光光束的自聚焦，激光聚焦后的功率密度最高可以达到400KW/cm²，如附图2和附图3所示。