[发明专利]用于在时间上拉伸/压缩光学脉冲的空间啁啾腔室

权利要求书

1.一种用于拉伸和压缩光学脉冲的装置，包括：

空间色散器，布置为将准直光学脉冲射束分为具有相等间距角度的小射束的小射束阵列；

射束成形器，配置为控制小射束阵列的展开角度；以及

腔室，配置为顺序地并且以空间啁啾方式反射小射束阵列内的各个小射束；

其中所述各个小射束以不同的入射角度进入到所述腔室中，在所述腔室的相同枢轴点处合并，并且从所述腔室的所述相同枢轴点反射。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述空间色散器是包括衍射光栅的频谱编码的空间色散器，

其中在所述准直光学脉冲射束穿过所述衍射光栅之后生成频谱编码的空间频率分量，以及

其中所述频谱编码的空间频率分量在空间上按角度展开到所述小射束阵列中。

3. 根据权利要求1所述的装置，其中所述射束成形器控制所述射束的空间和时间包络，并且包括4F相关器，

其中所述射束的空间包络由所述小射束阵列内的小射束之间的各个角度间距确定，以及

其中所述射束的时间包络由每个小射束的时间时延确定，所述时间时延转而部分地由所述小射束阵列内的小射束之间的角度间距确定。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述腔室是空间啁啾腔室，其包括两个非平行反射内表面，

其中所述内表面是弯曲表面，并且其中每个内表面的几何构造是二维或三维的。

5. 根据权利要求4所述的装置，其两个内表面之间的间距填充有空气，从而允许各个小射束之间的时间时延间隔的动态调谐。

6.根据权利要求5所述的装置，其中各个小射束之间的时间时延间隔充分地大，使得所述装置被配置为执行激光扫描荧光成像，以及

其中各个小射束之间的时间时延间隔与荧光寿命相同或大于荧光寿命。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置的操作范围是从紫外到红外波长。

8.根据权利要求4所述的装置，其中，两个内表面布置为具有与所述小射束阵列的射束之间的角度间距匹配的倾斜角度（A/m），以用于脉冲拉伸的生成和增强，以及还用于压缩。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述小射束阵列的各个小射束经历来自内表面的多次反射，

其中具有整数倍N(ω)的倾斜角度（A/m）的小射束阵列的各个射束从腔室的内表面反射N(ω)次，

其中在每一个反射之后各个小射束的入射角度能够减少A/m，并且最终变为与最后反射的内表面垂直，

其中具有不同倍数的倾斜角度的各个小射束经历不同数目的反射，

其中具有不同倍数的倾斜角度的各个小射束能够以不同光程进行传播，以及

其中具有不同倍数的倾斜角度的各个小射束能够使光学路径反转并且在空间色散器处再组合。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述光学脉冲的频谱编码的空间频率分量以由所述腔室重新配置和增强的不同光程进行传播。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述光学脉冲的频谱编码的空间频率分量由于不同光程而在时间上展开，等同于光学脉冲经历一定量的色散的情况。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述空间色散器是包括柱形凸面透镜的自由频谱编码的空间色散器，

其中在所述准直光学脉冲射束穿过所述柱形凸面透镜之后生成空间频率分量，

其中所述空间频率分量最初在柱形凸面透镜的焦点之前会聚并且在焦点之后展开，以及

其中在所述焦点之后的所述空间频率分量在空间上按角度展开到小射束阵列中。

13. 根据权利要求12所述的装置，其中所述光学脉冲的空间频率分量以由所述腔室重新配置和增强的不同光程进行传播。