[发明专利]多级参量模块和包括该模块的皮秒脉冲激光源

权利要求书

1.一种多级光学参量OP模块，包括：

上游光学参量放大OPA级，所述上游OPA级接收泵浦波长λp的线性偏振的泵浦光束，并且被配置为生成在相应波长λ₃和λ₄下的信号光束和闲频光束，其中所述泵浦光束、所述信号光束和所述闲频光束的一部分沿着单个光路径传播；

多个中间OPA级，所述多个中间OPA级沿着光路径彼此光学耦合，并且每个后续OPA级从在先OPA级接收所述泵浦光束和经放大的信号光束的逐渐变弱部分；

多个时间延迟补偿TDC组件，所述TDC组件沿着路径与所述OPA级交替，并且被配置为补偿所述泵浦光束与所述信号光束之间的群速度失配，并且沿着光路径引导所述泵浦光束和所述信号光束，同时防止所述闲频光束在每个后续参量交互作用之后传播；以及

输出OPA级，所述输出OPA级接收所述泵浦光束和经放大的信号光束的一部分，并且被配置为生成在期望输出波长λo下的输出光束，所述期望输出波长λo不同于所述信号光束的波长λ₃。

2.根据权利要求1所述的OP模块，其中所述信号光束在至少两个或多个中间OPA级中被逐渐放大，每个中间OPA级被配置有光学参量放大器，每个光学参量放大器包括非线性晶体，所述非线性晶体选自LBO、BBO、BiBO、KTP、KTA、周期性极化的铌酸锂PPLN、或周期性极化的钽酸锂PPLT。

3.根据权利要求2所述的OP模块，其中生成所述输出光束的所述输出OPA级包括至少一个或多个和频生成SFG参量设备、至少一个或多个二次谐波生成SHG参量设备、或者SFG参量设备和SHG参量设备的组合，每个参量设备包括所述非线性晶体。

4.根据权利要求1所述的OP模块，其中所述输出OPA级被配置有用于修改所述输出光束的偏振的半波片和合束器，所述合束器被配置为组合所述输出光束的两个偏振，使得所述输出光束是交叉偏振的。

5.根据权利要求1所述的OP模块，其中所述输出OPA级被配置有两个间隔开的上游SFG设备和下游SFG设备以及在SFG设备之间的半波片。

6.根据权利要求1所述的OP模块，其中所述TDC组件各自被配置有啁啾镜、分色镜或双折射窗口、或者反射镜和双折射窗口的组合。

7.根据权利要求1所述的OP模块，其中泵浦波长λp在以515nm波长为中心的绿光范围内且输出波长λo在蓝光443-467nm波长范围内，或者泵浦波长λp在以1030nm波长为中心的IR光范围内且输出波长λo在1700-2500nm范围内。

8.根据权利要求1所述的OP模块，其中所述上游OPA级、所述中间OPA级和所述输出OPA级以及所述TDC组件全部沿着直的单个光成直线，或者沿着成角度的单个光路径定位。

9.根据权利要求1所述的OP模块，还包括至少一个输出波长滤波器，所述至少一个输出波长滤波器提供用于泵浦光束、信号光束和输出光束的输出分离。

10.根据权利要求1所述的OP模块，其中OPA级沿着成角度的单个光路径彼此间隔开，

所述上游OPA级和所述中间OPA级各自包括光学参量放大器OPA，所述OPA由所述泵浦光束和所述信号光束沿着成角度的单个光路径在一个方向穿过且在相反、非平行方向上穿过；

所述输出OPA级包括：至少一个或多个和频生成SFG参量设备、至少一个或多个二次谐波生成SHG参量设备、或SFG参量设备和SHG参量设备的组合，所述泵浦光束、所述信号光束和所述输出光束的一部分在一个方向上和在相反方向上与所述输出OPA级十字交叉，使得OPA级生成在输出波长λo下的两个输出光束；以及偏振组件，所述偏振组件被配置为使所述输出光束之一的线性偏振偏移，并且进一步组合具有不同的偏振的输出光束，以提供组合的交叉偏振输出光束。