[发明专利]光学延迟结构

说明书

本申请公开了一种光学延迟结构，该光学延迟结构包括：转盘，所述转盘沿所述转盘的中心轴线旋转；光学部件，位于所述转盘的下表面，与所述转盘相连，所述光学部件呈环形；反射镜，位于所述光学部件的下方，所述反射镜的反射面与从所述光学部件射出的光线垂直；其中，所述光学部件的厚度随所述转盘的圆周方向进行变化，入射光线从所述转盘的上表面射向所述转盘，经过所述光学部件后从所述光学部件的出射面射向所述反射镜，同一入射位置的所述入射光线的光程随着所述光学部件厚度的变化而变化。通过采用沿圆周薄厚变化的光学部件，使转盘的旋转即可实现所需的延迟，进而实现超短光脉冲对待测脉冲波形的扫描和探测。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，更具体地，涉及一种光学延迟结构。

背景技术

目前，在光学探测领域，光学延迟线有着广泛的应用领域，如太赫兹时域光谱技术、超快时间分辨率光谱技术、光学相干层析成像技术以及光学泵浦探测技术等。

在太赫兹时域光谱系统和电光采样系统中，都需要采用可变光学延迟手段来改变两路光之间的相对延迟，实现超短光脉冲对待测脉冲波形的扫描和探测。目前常用的光学延迟手段主要有线性电动位移台、圆渐开线、光纤伸缩器以及异步光学采样等，其中，线性电动位移台由于简单易用，扫描长度不受限制，成本相对较低，是目前最常用的方法。在该方法中，通常将两个直角反射镜固定在位移台上，光束经两次反射发生一次往返，使光程随着位移台的移动发生改变，实现相对时延的改变。为了保证较高的位移精度和平稳性，位移台的速度往往较低，因此，单次扫描时间较长，通常达到数分钟以上。尤其当需要大范围扫描时，所需位移台的尺寸非常大，扫描时间也长达到几个小时，测量效率非常低，且整套系统的体积将非常庞大，占用大量空间，拆装调试也异常的复杂耗时，已逐步无法满足现在的需求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种光学延迟结构，其采用了沿圆周薄厚变化的光学部件，通过转盘的旋转即可实现所需的延迟，实现超短光脉冲对待测脉冲波形的扫描和探测，且体积小巧，占用空间少，可以实现高速采样，单次扫描耗时短，效率高，具有很强的实用性。

本发明提供一种光学延迟结构，其特征在于，包括：

转盘，所述转盘沿所述转盘的中心轴线旋转；

光学部件，位于所述转盘的下表面，与所述转盘相连，所述光学部件呈环形；

反射镜，位于所述光学部件的下方，所述反射镜的反射面与从所述光学部件射出的光线垂直；

其中，所述光学部件的厚度随所述转盘的圆周方向进行变化，入射光线从所述转盘的上表面射向所述转盘，经过所述光学部件后从所述光学部件的出射面射向所述反射镜，同一入射位置的所述入射光线的光程随着所述光学部件厚度的变化而变化。

优选地，所述转盘和所述光学部件均由均匀透明介质制成，所述转盘和所述光学部件的折射率相同或不同。

优选地，所述入射光线经过不同厚度的所述光学部件后的出射面互相平行。

优选地，所述光学部件的纵截面为梯形、三角形、四边形中的至少一种。

优选地，所述反射镜为倒锥形或平面中的一种。

优选地，所述光学部件包括多个光学子模块，多个光学子模块使所述光学部件的厚度在圆周方向呈周期性变化。

优选地，所述光学部件包括多个子模块，所述子模块沿顺时针方向其截面厚度逐步增厚，使所述光学部件的厚度在圆周方向包括多个相同的逐步增厚的周期性变化。

优选地，所述转盘旋转一周中所述光学部件的厚度周期变化至少2个周期。

优选地，所述转盘与电机相连，使所述转盘匀速转动，所述光学部件的重心位于所述转盘的轴线上，以减少旋转时的转动惯量。