[发明专利]一种基于二次谐波产生的准共光路飞秒激光光谱压缩装置有效

专利信息
申请号: 202010121420.0 申请日: 2020-02-26
公开(公告)号: CN111308828B 公开(公告)日: 2021-03-16
发明(设计)人: 赵会杰;李岩;尉昊赟 申请(专利权)人: 清华大学
主分类号: G02F1/37 分类号: G02F1/37;G02F1/35
代理公司: 西安智大知识产权代理事务所 61215 代理人: 段俊涛
地址: 100084 北京市海淀区1*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 二次 谐波 产生 准共光路飞秒 激光 光谱 压缩 装置
【权利要求书】:

1.一种基于二次谐波产生的准共光路飞秒激光光谱压缩装置,其特征在于,包括:

色散单元(2),用于将由激光器(1)产生的飞秒激光脉冲在空间上引入色散;

超短脉冲分束器(3),用于将色散单元(2)输出的激光分成相同的两部分;

正啁啾单元(4),将由超短脉冲分束器(3)分出的一部分激光在空间上合在一起,并在时间上引入正啁啾;

负啁啾单元(7),将由超短脉冲分束器(3)分出的另一部分激光在空间上合在一起,并在时间上引入负啁啾;

反射式缩束单元一(5),将正啁啾单元(4)出射的光束直径缩小以提高功率密度;

反射式缩束单元二(8),将负啁啾单元(7)出射的光束直径缩小以提高功率密度;

光学时间延迟单元(9),用于调节由反射式缩束单元一(5)和反射式缩束单元二(8)出射的脉冲激光的相对时间延迟;

信号产生及分离单元(10),用于将两路啁啾脉冲和频,产生正负啁啾抵消的信号光,并将信号分离出来;

光谱仪(11),收集并探测压缩后的信号光的光谱。

2.根据权利要求1所述基于二次谐波产生的准共光路飞秒激光光谱压缩装置,其特征在于,所述激光器(1)是整个系统的输入光源,产生稳定的、近似傅里叶变换极限的飞秒激光脉冲,且光谱未经过压缩。

3.根据权利要求1所述基于二次谐波产生的准共光路飞秒激光光谱压缩装置,其特征在于,所述色散单元(2)为4-f系统的变形,包括:

用于反射飞秒激光使其不同的频率成分在空间上分开的光栅(2-1);

用于准直被光栅(2-1)反射的激光的柱透镜一(2-2);

以及,用于将准直后的空间上的不同频率成分汇聚到正啁啾单元(4)和负啁啾单元(7)的柱透镜二(2-3);

其中柱透镜一(2-2)和柱透镜二(2-3)焦距相同,且光栅(2-1)与柱透镜一(2-2)的距离等于柱透镜一(2-2)的焦距,柱透镜一(2-2)和柱透镜二(2-3)之间的距离为2倍焦距。

4.根据权利要求3所述基于二次谐波产生的准共光路飞秒激光光谱压缩装置,其特征在于,所述正啁啾单元(4)和负啁啾单元(7)分别位于柱透镜二(2-3)焦平面的两侧,正啁啾单元(4)包括位置固定的光栅一(4-1),负啁啾单元(7)包括安装在线性位移台一(7-1)上的光栅二(7-2),通过调节负啁啾单元(7)中的线性位移台一(7-1)使正啁啾单元(4)和负啁啾单元(7)偏离所述焦平面相同的距离。

5.根据权利要求1或4所述基于二次谐波产生的准共光路飞秒激光光谱压缩装置,其特征在于,所述正啁啾单元(4)引入啁啾后激光的瞬时频率为ω1=ω0+At,所述负啁啾单元(7)引入啁啾后激光的瞬时频率为ω2=ω0-At,其中ω0中是基频光的频率,A是线性啁啾系数。

6.根据权利要求1所述基于二次谐波产生的准共光路飞秒激光光谱压缩装置,其特征在于,所述反射式缩束单元一(5)包括凹面反射镜一(5-1)和凸面反射镜一(5-2),将正啁啾单元(4)出射的光束依次经凹面反射镜一(5-1)和凸面反射镜一(5-2)实现直径缩小;所述反射式缩束单元二(8)包括凹面反射镜二(8-1)和凸面反射镜二(8-2),负啁啾单元(7)出射的光束凹面反射镜二(8-1)和凸面反射镜二(8-2)实现直径缩小。

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