[发明专利]用于产生高次谐波的平面波导装置及安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及超快光学技术领域，具体涉及用于产生高次谐波的平面波导装置及其安装方法。

背景技术

飞秒激光驱动原子产生高次谐波是目前获得桌面式相干极紫外(EUV)光源和相干软X射线(Soft-Xray)光源的唯一途径，同时也是获得阿秒相干脉冲光的首选方法。目前产生高次谐波的实验装置主要有三种：第一种是利用脉冲喷气阀作为高次谐波的产生源；第二种是使用气体盒子作为高次谐波的产生装置；第三种是使用空心毛细管波导作为气体载体来产生高次谐波。

由于高次谐波的产生需要在真空环境下进行，因此当产生高次谐波的惰性气体进入真空后会使真空度发生变化，为了使产生的高次谐波强度不受真空度变化的影响，需要持续对真空室抽气来维持一定的真空度。对于脉冲喷气阀和气体盒子而言，当气体进入真空后，真空度变化较大，对起到抽气作用的分子泵和机械泵造成较大的载荷；而使用空心毛细管作为气体载体可以有效解决此问题，这对于应用而言有很重要的意义。另一方面，空心毛细管波导相比前两种方法可以有效抑制激光等离子体散焦，显著地增加了激光与气体的相互作用长度，大大增加了产生信号的强度，但是其产生的高次谐波的波长较长，不能进一步满足人们的应用需求；而大量的实验已经证明内径周期性变化的空心毛细管可以更有效地产生短波长的高次谐波，使短波长的高次谐波的产量达到了可以应用的级别。

但是目前制作内径周期性变化的空心毛细管需要使用吹玻璃的技术，这是一种极其精密复杂的技术，因此这就为获得这种特殊结构的空心毛细管增加了很大难度。利用飞秒激光微加工技术虽然也可以在玻璃表面获得周期性变化的结构，但是由于空心毛细管的管壁是曲面，因此利用飞秒激光在空心毛细管壁上刻蚀周期性变化的结构几乎不可能实现。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了用于产生高次谐波的平面波导装置及其安装方法，目的是为了既能有效产生高次谐波，又可以方便地在装置上获得周期性的结构。

本发明公开了一种用于产生高次谐波的平面波导装置，包括第一平面玻璃、第二平面玻璃、气体密封装置、充气装置；

所述第一平面玻璃与第二平面玻璃平行放置且二者中间留有间距为几百微米的缝隙；

所述气体密封装置包括第一密封板和第二密封板，用于密封缝隙；第一密封板固定在第一平面玻璃和第二平面玻璃的上表面，第一密封板上开有与缝隙相通的充气通道；第二密封板固定在第一平面玻璃和第二平面玻璃的下表面；

所述充气装置固定在第一密封板上，通过充气通道向第一平面玻璃和第二平面玻璃构成的缝隙内充入惰性气体；

飞秒激光聚焦后进入到第一平面玻璃和第二平面玻璃构成的缝隙中并以掠入射的方式向前传播，与惰性气体作用产生高次谐波。

所述平面波导装置还包括平面玻璃固定装置、俯仰调节机构、位移调节机构和固定板；

所述平面玻璃固定装置包括第一平面玻璃固定装置和第二平面玻璃固定装置；

所述俯仰调节机构包括第一光学镜架和第二光学镜架，用于调节第一平面玻璃与第二平面玻璃的俯仰；

所述位移调节机构包括第一平移台和第二平移台，用于调节第一平面玻璃与第二平面玻璃构成的缝隙的间距；

所述第一平面玻璃固定在第一平面玻璃固定装置上，第一平面玻璃固定装置固定在第一光学镜架的俯仰转动轴上，第一光学镜架固定在第一平移台上；所述第二平面玻璃固定在第二平面玻璃固定装置上，第二平面玻璃固定装置固定在第二光学镜架的俯仰转动轴上，第二光学镜架固定在第二平移台上；所述第一平移台和第二平移台位于固定板上。

所述第一平面玻璃和第二平面玻璃的主要成分为二氧化硅，表面经过精抛光处理。

所述平面玻璃固定装置为两块金属块，所述的两块金属块用于将平面玻璃加紧，然后这两块金属块被固定在光学镜架上；所述的光学镜架用于方便调节两片平面玻璃的俯仰，以达到两片平面玻璃平行的目的。

所述平面波导装置可以通过支杆与旋转台连接，通过旋转台来调节飞秒激光与平面波导之间的夹角，当入射激光垂直进入平面波导时，平面波导可以提供最佳的波导效应。

所述第一平面玻璃和第二平面玻璃构成的缝隙的间距为100um-300um。

本发明还公开了一种用于产生高次谐波的平面波导装置的安装方法，该方法包括：

步骤一：安装第一平面玻璃和第二平面玻璃；

步骤二：调节第一平面玻璃和第二平面玻璃构成缝隙的间距；

步骤三：调节第一平面玻璃和第二平面玻璃平行；