[发明专利]纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置及方法

权利要求书

1.一种纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置，其特征在于：包括主激光器（1）、信号发生器（2）、从激光器（3）、参考光激光器（4）、TeO₂晶体（5）、光电探测器（6）、示波器（7）、第二偏振分光棱镜（11）、光纤耦合头（14）、光纤（18）；其中，主激光器（1）的输出端与从激光器（3）的输入端之间设有由第一反射镜（8）、第一偏振分光棱镜（9）依次串接而成的光路；第一偏振分光棱镜（9）设于从激光器（3）的输出端与TeO₂晶体（5）的输入端之间；TeO₂晶体（5）的输出端与第二偏振分光棱镜（11）的输入端之间设有由第二反射镜（10）、第二半波片（17）依次串接而成的光路；TeO₂晶体（5）的输出端设有束流收集器（12）；第二偏振分光棱镜（11）的输出端与光纤耦合头（14）的输入端之间设有由W形全反射棱镜（15）、透镜（13）依次串接而成的光路；参考光激光器（4）的输出端与第二偏振分光棱镜（11）的输入端之间设有第一半波片（16）；信号发生器（2）的输出端分别与主激光器（1）的输入端和TeO₂晶体（5）的输入端连接；光纤耦合头（14）的输出端通过光纤（18）与光电探测器（6）的输入端连接；光电探测器（6）的输出端与示波器（7）的输入端连接。

2.一种纳秒级啁啾脉冲光源的产生方法，该方法是在如权利要求1所述的纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置中实现的，其特征在于：该方法是采用如下步骤实现的：

a.信号发生器（2）同时输出一路三角波信号和一路高斯脉冲信号，并保证三角波信号的相位与高斯脉冲信号的相位同步；然后，将三角波信号注入到主激光器（1）中，然后通过三角波信号对主激光器（1）进行电流调制，使得主激光器（1）的频率呈现周期线性变化；同时，将高斯脉冲信号注入到TeO₂晶体（5）中，然后通过高斯脉冲信号控制TeO₂晶体（5）以实现激光的幅度控制；

b.主激光器（1）输出主激光，并依次通过第一反射镜（8）、第一偏振分光棱镜（9）将主激光注入到从激光器（3）中；然后，从激光器（3）对主激光的频率进行锁定和放大并消除由对主激光器（1）进行电流调制所引起的幅度调制，由此输出连续光，并通过第一偏振分光棱镜（9）将连续光注入到TeO₂晶体（5）中；然后，TeO₂晶体（5）对连续光进行斩波，由此输出纳秒级啁啾脉冲光源，并依次通过第二反射镜（10）、第二半波片（17）将纳秒级啁啾脉冲光源的一级衍射部分注入到第二偏振分光棱镜（11）中，同时将纳秒级啁啾脉冲光源的零级衍射部分注入到束流收集器（12）中；

c.参考光激光器（4）输出参考激光，并通过第一半波片（16）将参考激光注入到第二偏振分光棱镜（11）中，第二偏振分光棱镜（11）对参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源进行偏振分光，使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源平行输出；然后，分别旋转第一半波片（16）和第二半波片（17），使得参考激光与纳秒级啁啾脉冲光源的偏振方向相同；然后，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源产生拍频信号；

d.光电探测器（6）将拍频信号转换成电信号，然后将电信号输入到示波器（7），示波器（7）由此检测纳秒级啁啾脉冲光源的频率随时间的变化。

3.根据权利要求2所述的纳秒级啁啾脉冲光源的产生方法，其特征在于：所述步骤c中，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源产生拍频信号的具体步骤如下：首先，将参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同注入到W形全反射棱镜（15）中，W形全反射棱镜（15）对参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源进行反射，使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源平行输出，并使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源的平行间距缩小；然后，将参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同透过第二偏振分光棱镜（11）后共同注入到透镜（13）中，并通过透镜（13）进行聚焦；然后，将聚焦后的参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同注入到光纤耦合头（14）中，并通过光纤耦合头（14）耦合到光纤（18）中；然后，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光在光纤（18）中进行拍频，并产生拍频信号，拍频信号由此通过光纤（18）被光电探测器（6）探测到。