[发明专利]利用三模光机械系统产生高阶横模压缩光的装置和方法

权利要求书

1.一种利用三模光机械系统产生高阶横模压缩光的装置，其特征在于，包括：连续波单频激光器（1）、第一固定平凹镜（2）、介质薄膜（3）和第二固定平凹镜（4）；其中，第一固定平凹镜（2）和第二固定平凹镜（4）凹面相对放置，二者中间垂直放置介质薄膜（3），构成法布里帕罗腔光力系统；连续波单频激光器（1）放置于第一固定平凹镜（2）的平面侧。

2.如权利要求1所述的一种利用三模光机械系统产生高阶横模压缩光的装置，其特征在于，所述连续波单频激光器（1）为单横模单频连续波激光器，输出频率为ω₀的TEM₀₀模的激光。

3.如权利要求1所述的一种利用三模光机械系统产生高阶横模压缩光的装置，其特征在于，法布里帕罗腔光力系统中，第一固定平凹镜（2）和第二固定平凹镜（4）固定放置，介质薄膜（3）以本征频率ω_m进行振动。

4.如权利要求1所述的一种利用三模光机械系统产生高阶横模压缩光的装置，其特征在于，当单频激光器（1）出射的激光通过第一固定平凹镜（2）入射法布里帕罗腔光力系统内时，光与介质薄膜（3）发生相互作用，光压迫使介质薄膜（3）发生受迫振动，振动时介质薄膜（3）的位置发生变化，从而使得光模、腔场与介质薄膜（3）之间形成动态耦合。

5.如权利要求1所述的一种利用三模光机械系统产生高阶横模压缩光的装置，其特征在于，介质薄膜（3）使法布里帕罗腔光力系统分成左右两个分腔，第一固定平凹镜（2）与介质薄膜（3）构成一个分腔，介质薄膜（3）与第二固定平凹镜（4）构成另一个分腔；介质薄膜（3）位置的改变使两个分腔的腔长发生相应变化，从而导致两个分腔的腔模发生变化，同时光力耦合强度也发生变化。

6.一种利用三模光机械系统产生高阶横模压缩光的方法，利用如权利要求1-5任意一项所述的装置进行连续变量高阶横模压缩光的制备，其特征在于，包括如下步骤：

连续波单频固体激光器（1）作为激光光源，输出的频率为ω₀激光横模为TEM₀₀模并注入法布里帕罗腔光力系统中；

频率为ω₀的激光入射到法布里帕罗腔光力系统的光学腔内后与介质薄膜（3）相互作用，产生的辐射压力迫使介质薄膜（3）以本征频率ω_m发生振动，介质薄膜（3）散射作用在光学腔中产生两个边带：红失谐边带ω₀-ω_m与蓝失谐边带ω₀+ω_m；

调节光学腔的带宽，使得频率为ω₀-ω_m红失谐边带模与频率为ω₀的注入光场模以及薄膜振动产生的机械模同时在光学腔中共振；

调节介质薄膜（3）在光学腔中的位置，当介质薄膜（3）不位于腔模腰斑附近，或者是相对于波矢方向有一定的倾斜角度的时候，薄膜的存在干扰光学腔模，产生高阶横模的红失谐边带。