[发明专利]基于Kagome空心光子晶体光纤的脉冲自压缩系统及其耦合调节方法

权利要求书

1.一种基于Kagome空心光子晶体光纤的脉冲自压缩系统，其特征在于：定义飞秒激光光源(1)的出射方向为从左到右，所述系统包括真空单元以及从左到右依次设置的近红外高反镜对、衰减器、聚焦透镜(6)、带保护外层的kagome空心光子晶体光纤(7)；

所述飞秒激光光源(1)输出的激光中心波长为1029nm；

所述近红外高反镜对用于对飞秒激光进行左右方向和高低方向的调节；

所述衰减器包括从左到右依次同轴设置的第一半波片(4)和第一偏振分光棱镜(5)，用对飞秒激光进行功率衰减；

所述聚焦透镜(6)用于对飞秒激光光束发散角和光斑大小的调节，使聚焦透镜(6)聚焦后的光束处于kagome空心光子晶体光纤(7)入口端的端面处；

所述kagome空心光子晶体光纤(7)的芯径57μm，数值孔径NA＝0.03，长度5m，kagome空心光子晶体光纤(7)对飞秒激光的色散值为负；

所述kagome空心光子晶体光纤(7)的入口端和出口端分别通过第一空心光纤密封头(10)和第二空心光纤密封头(11)进行密封，第一空心光纤密封头(10)的内腔、第二空心光纤密封头(11)的内腔均与kagome空心光子晶体光纤(7)的内部气腔连通；

第一空心光纤密封头(10)的密封窗口片(101)、第二空心光纤密封头(11)的密封窗口片(101)、聚焦透镜(6)、第一偏振分光棱镜(5)同轴设置；

所述第一空心光纤密封头(10)安装在五维调整架上，用于kagome空心光子晶体光纤(7)入口端在上下方向、前后方向、左右方向平移以及高低、左右的角度调整，实现接收入射光的位置和角度调节；

所述真空单元用于对kagome空心光子晶体光纤(7)内部气腔的气压调节。

2.根据权利要求1所述基于Kagome空心光子晶体光纤的脉冲自压缩系统，其特征在于：所述近红外高反镜对包括平行设置的第一反射镜(2)和第二反射镜(3)；所述第一反射镜(2)的反射面与飞秒激光光源(1)的光轴夹角为45°，所述第二反射镜(3)的反射面与第一半波片(4)的光轴夹角为45°。

3.根据权利要求1或2所述基于Kagome空心光子晶体光纤的脉冲自压缩系统，其特征在于：所述真空单元包括真空泵(8)、真空管道(17)和真空控制器(9)；

所述真空管道(17)的一端与真空泵(8)连通，另一端与第一空心光纤密封头(10)的内腔连通或者与第二空心光纤密封头(11)的内腔；

所述真空控制器(9)设置在真空管道(17)上。

4.根据权利要求3所述基于Kagome空心光子晶体光纤的脉冲自压缩系统，其特征在于：所述第一空心光纤密封头(10)包括管道(103)、真空壳体(105)、气体密封开关(107)以及用于与真空管道(17)连通的气体出入接口(106)；

所述密封窗口片(101)通过入口法兰(102)设置在管道(103)的一端；所述管道(103)的另一端通过出口法兰(104)设置在真空壳体(105)上，且管道(103)的内腔与真空壳体(105)的内腔相连通；

所述气体出入接口(106)设置在真空壳体(105)外壁且与真空壳体(105)内腔连通；

所述气体密封开关(107)设置在气体出入接口(106)上；

所述真空壳体(105)上设有用于连接kagome空心光子晶体光纤(7)的光纤接口。

5.根据权利要求4所述基于Kagome空心光子晶体光纤的脉冲自压缩系统，其特征在于：所述第二空心光纤密封头(11)与第一空心光纤密封头(10)结构相同。

6.根据权利要求5所述基于Kagome空心光子晶体光纤的脉冲自压缩系统，其特征在于：所述第一空心光纤密封头(10)还包括固定板(109)；

所述真空壳体设置在固定板(109)上；

所述固定板(109)安装在五维调整架上。

7.一种权利要求1所述基于Kagome空心光子晶体光纤的脉冲自压缩系统的耦合调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)光路粗调

1.1)去掉聚焦透镜(6)，在kagome空心光子晶体光纤(7)的出口端放置一个用于探测输出激光的CCD；

1.2)采用近红外高反镜对对入射激光进行光路方向的调节，直至CCD测得的光强达到最大；

2)光路精调

2.1)安装聚焦透镜(6)，同时将CCD更换为光敏功率计，安装聚焦透镜(6)后确保聚焦后的光束处于kagome空心光子晶体光纤(7)入口端的端面处；

2.2)通过五维调整架调节kagome空心光子晶体光纤(7)入口端的位置，直至光敏功率计测得的输出功率值达到最大；

3)kagome空心光子晶体光纤(7)气压调整

3.1)去掉光敏功率计，在kagome空心光子晶体光纤(7)出口端从左到右依次安装准直透镜(12)、第二半波片(13)、第二偏振分光棱镜(14)、热敏功率计(15)；

同时，在第二偏振分光棱镜(14)的反射光路上安装监测单元(16)，所述监测单元包括光谱仪和自相关仪；

3.2)调节第二半波片(13)的位置，直至热敏功率计(15)测得第二偏振分光棱镜(14)透射光功率达到最大；

3.3)开启监测单元(16)，测试第二偏振分光棱镜(14)反射光的光谱宽度和脉冲宽度，并根据该测试的光谱宽度和脉冲宽度，通过真空单元调节kagome空心光子晶体光纤(7)内部气腔的气压，直至光谱仪测到的光谱展宽达到设定的光谱宽度以及自相关仪测到的脉冲达到设定的脉冲宽度。