[发明专利]脉冲激光时间域倍频装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种脉冲激光时间域倍频装置。

背景技术

脉冲重复频率是脉冲激光器在时间域上的重要技术指标，并且该技术指标是制约一系列激光器应用的瓶颈因素之一。例如，以闪光灯为泵浦源的固体激光器的脉冲重复频率通常很难大于50Hz，能量达到焦耳或者亚焦耳级的闪光灯泵浦固体激光器重复频率难以超过20Hz；脉冲二氧化碳激光器的重复频率通常在1000Hz以下，小能量的脉冲二氧化碳激光器，重复频率也很难达到5kHz。

上述脉冲重复频率瓶颈的产生，究其原因在于激光工作物质的热效应、制冷手段、斩波或调Q的技术水平发展有限。目前国内外针对激光倍频器主要集中在光学频域上的倍频，并由此导致激光输出波长的减半。

中国专利“高效激光倍频装置”(申请号：200410009783.6)保护了一种包括基频激光器、光束分束器、相干合束器和非线性晶体的倍频装置，基频激光器通过分束后再相干合成，将合成后的激光作为倍频激光器的泵浦源，泵浦非线性光学晶体，最后输出高转化效率倍频激光。

中国专利“一种高能量激光倍频调Q装置”(申请号：201210175979.7)保护了一种高能量激光倍频调Q装置，包括一个线偏振电光调Q激光发生装置、两个或多个分光倍频装置以及一合束镜组，每个分光倍频装置中的分光镜都设置在线偏振电光调Q激光发生装置的激光出射光路上，通过合束镜组将多路激光进行整形合束输出实现倍频。

欧洲专利“Optical frequency doubling device”(专利号：EP0429319)保护了一种采用环形反射腔结构的倍频装置，也只是实现光学频域的倍频；美国专利4896931保护了一种光学频率倍频装置，采用光波导的结构来实现光学频域的倍频。目前尚无针对时间域(脉冲重复频率)的倍频装置。

发明内容

本发明旨在克服现有脉冲激光器技术的缺陷，实现脉冲激光时间域倍频，提供一种脉冲激光时间域倍频装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种脉冲激光时间域倍频装置，包括被测激光光源，还包括：沿光路布置的耦合透镜组、分光器、延迟器、合束器；所述耦合透镜组，用于将被测激光光源输出的激光聚到所述分光器；所述分光器，用于将输出的激光按照比例等分束；所述延迟器，用于对分束的各路激光的光程增加；所述合束器，用于将经延迟的各路激光进行合并，形成倍频后的激光。

一些实施例中，还包括用于输出激光的准直的后扩束镜组，所述耦合透镜组、分光器、延迟器、合束器、后扩束镜组沿光路依次布置。

一些实施例中，所述后扩束镜组为球面透镜，其焦距范围为10至1000mm。

一些实施例中，所述分光器和延迟器的组数一一对应。

一些实施例中，所述等分束为按照比例等分成2至10束。

一些实施例中，所述分光器为光纤分光器，所述延迟器为光子晶体光纤构成，所述合束器为光纤合束器。

一些实施例中，所述分光器为光波导分光器，所述延迟器为光子晶体波导构成，所述合束器为光波导合束器。

一些实施例中，所述耦合透镜组为1片或2片非球面透镜组成的透镜组。

再另一方面，本发明提供一种脉冲激光时间域倍频装置，包括被测激光光源，还包括：分光器、延迟器、合束器和辅助反射镜组，所述辅助反射镜组包括第一辅助反射镜和第二辅助反射镜；其中，所述分光器、延迟器、第一辅助反射镜和合束器构成第一光路；所述分光器、第二辅助反射镜和合束器构成第二光路；所述分光器，用于被测激光光源输出的激光等分束；所述延迟器，用于对分束的各路激光的光程增加；所述合束器，用于将分束的激光进行合并，形成倍频后的激光。

一些实施例中，所述分光器为部分反射镜；所述延迟器由光子晶体光纤构成；所述合束器为部分反射镜。

本发明的有益效果在于：本发明装置针对激光光源进行时间域(脉冲重复频率)倍频，实现对脉冲激光的时间域(脉冲重复频率)1至10倍倍频；同时，本发明装置采用光子晶体光波导或光子晶体光纤作为光程延长结构，由于光子晶体具有很高的折射率，能够大幅缩小器件体积，实现器件的小型化和实用化。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的脉冲激光时间域倍频装置的结构示意图。

图2为根据本发明一个实施例的脉冲激光时间域倍频装置的结构示意图。

图3为根据本发明一个实施例的脉冲激光时间域倍频装置的结构示意图。

具体实施方式