一種中紅外啁啾脈沖放大裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種中紅外啁啾脈沖放大裝置，該裝置包括飛秒激光器，同步窄帶皮秒激光器，分束鏡，近紅外脈沖展寬器，非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器，光參量啁啾脈沖放大器以及中紅外脈沖壓縮器，其中，以棱柵對(duì)和光柵對(duì)相配合作為脈沖展寬器和脈沖壓縮器，在避免使用中紅外脈沖展寬器的同時(shí)，消除了均以光柵對(duì)作為脈沖展寬和脈沖壓縮器時(shí)，壓縮脈沖中殘留的三階色散，特別適用于產(chǎn)生百飛秒以下的中紅外超短超強(qiáng)脈沖激光。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種中紅外啁啾脈沖放大裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種中紅外啁啾脈沖放大裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]超短超強(qiáng)激光在近十幾年里的快速發(fā)展，為人們探索微觀(guān)超快現(xiàn)象及研究強(qiáng)場(chǎng)物理提供了前所未有的實(shí)驗(yàn)手段和發(fā)展機(jī)遇。中紅外波段介于近紅外波段與太赫茲(THz )波段之間，是非常重要的電磁輻射波段。典型的中紅外波長(zhǎng)為3-5 μπι。超短超強(qiáng)的中紅外飛秒激光在生物組織燒蝕、大氣探測(cè)、高次諧波產(chǎn)生等前沿科學(xué)研究方面有著獨(dú)特的重要應(yīng)用；在光電對(duì)抗、先進(jìn)防御等國(guó)家安全領(lǐng)域更是具有重大的應(yīng)用潛力。
[0003]啁啾脈沖放大(Chirped Pulse Amplificat1n,簡(jiǎn)稱(chēng)CPA)技術(shù)是目前產(chǎn)生高能量的超短超強(qiáng)飛秒(10_15秒，fs)脈沖激光最主要的技術(shù)方案。首先，由飛秒激光振蕩器提供低能量的超短脈沖種子源。通過(guò)Martinez型的光柵展寬器將超短脈沖展寬為100 ps?3ns的啁啾脈沖。然后，由單級(jí)或者多級(jí)激光放大器對(duì)啁啾脈沖的能量進(jìn)行放大。最后，再利用Treacy型的光柵壓縮器，將放大后的啁啾脈沖重新壓縮回飛秒級(jí)的超短脈沖，最終實(shí)現(xiàn)超短超強(qiáng)脈沖激光的輸出。但是，現(xiàn)有的高功率飛秒激光器仍主要集中在近紅外波段，比如已經(jīng)商品化的800 nm鈦寶石飛秒激光器。由于中紅外能級(jí)型增益介質(zhì)的嚴(yán)重匱乏，這項(xiàng)技術(shù)很難直接應(yīng)用在大于3 μπι的中紅外波段。另一方面，光參量啁啾脈沖放大(OpticalParametric Chirped Pulse Amplificat1n,簡(jiǎn)稱(chēng)OPCPA)技術(shù)的出現(xiàn)正好可以突破增益介質(zhì)匱乏的限制，與常規(guī)的CPA不同，OPCPA以非線(xiàn)性晶體替代傳統(tǒng)激光放大器中的增益介質(zhì)，理論上，這項(xiàng)技術(shù)能夠用于大幅度提升任意波長(zhǎng)超短激光脈沖的能量。
[0004]將OPCPA技術(shù)應(yīng)用于中紅外波段，仍面臨幾個(gè)重要的技術(shù)難題。其中之一就是如何保證脈沖展寬和壓縮過(guò)程中色散的精確補(bǔ)償。傳統(tǒng)的超短超強(qiáng)啁啾脈沖放大系統(tǒng)，一般都會(huì)以光柵對(duì)作為其脈沖展寬器以及壓縮器。但是，由于缺乏對(duì)中紅外光源的有效探測(cè)手段，要完成中紅外光柵展寬器以及壓縮器的精確調(diào)整是件非常困難的事情，特別是脈沖展寬器。這是因?yàn)橄啾扔诜糯蠛蟮拿}沖激光，中紅外種子源的能量要低得多，更增添了光路調(diào)整的難度。因此，受制于現(xiàn)有的技術(shù)條件，為了避開(kāi)中紅外展寬器，人們主要還是以展寬后的近紅外啁啾脈沖作為信號(hào)光，利用0PCPA，對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大。在這個(gè)過(guò)程中，除了放大的近紅外信號(hào)光，還能得到中紅外波段的閑頻光，更為重要的是，這時(shí)候的閑頻光“天然地”帶有跟信號(hào)光相反的時(shí)間啁啾，而且，與信號(hào)光一起得到了放大。最后，再用傳統(tǒng)的光柵壓縮器對(duì)其進(jìn)行壓縮，得到超短超強(qiáng)的中紅外激光。
[0005]然而，上述技術(shù)方案存在著不可忽視的問(wèn)題。在這個(gè)方案中，光柵展寬器與壓縮器需要工作在不用的激光波長(zhǎng)?？墒?，針對(duì)不同波長(zhǎng)的光柵展寬/壓縮器，它們所能提供的二階色散量與三階色散量的比值是不一樣的，波長(zhǎng)間的差異越大，這個(gè)比值的差別也就越大，因此，如果讓光柵展寬器和壓縮器分別工作在近紅外和中紅外波段，由于近紅外與中紅外波長(zhǎng)的高度非簡(jiǎn)并，通過(guò)調(diào)整光柵壓縮器的光柵間距，將展寬器提供的二階色散完全補(bǔ)償后，還將留下難以消除的三階色散，殘留的三階色散會(huì)影響激光脈沖壓縮后所能達(dá)到的寬度，無(wú)法得到近傅里葉變換極限的脈沖激光，嚴(yán)重的還會(huì)使壓縮后的脈沖激光發(fā)生畸變。因此，這種由近紅外光柵展寬器與中紅外光柵壓縮器組成的展寬壓縮系統(tǒng)還只是應(yīng)用于較小峰值功率的高功率激光系統(tǒng)中。需要說(shuō)明的是，為了獲得更高的峰值功率，不可避免的需要以高能量的長(zhǎng)脈沖激光作泵浦源，隨著脈沖展寬壓縮倍數(shù)的增加，殘留的三階色散也就越多，對(duì)壓縮脈沖的影響也更為嚴(yán)重。
[0006]當(dāng)然，通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)整光柵展寬器以及光柵壓縮器的光柵入射角，可以在一定范圍內(nèi)改變它們二階、三階色散間的比值，以減小殘留的三階色散量，但是，這個(gè)可調(diào)節(jié)的量是很小的，更為重要的是，為了得到較高的展寬以及壓縮效率，光柵通常都需要工作在近利特羅(littrow)角的入射角度，偏離這個(gè)角度，會(huì)嚴(yán)重影響光柵的衍射效率。
[0007]因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于改進(jìn)和發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于針對(duì)，基于光柵對(duì)的脈沖展寬器與壓縮器工作在不同波長(zhǎng)的時(shí)候，展寬壓縮系統(tǒng)會(huì)使壓縮后的激光脈沖殘留大量的三階色散的缺陷，以棱柵對(duì)作為脈沖展寬器或者脈沖壓縮器，通過(guò)選擇合適的棱鏡材料并對(duì)其棱角作適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)加工，消除壓縮脈沖中殘留的三階色散，以此來(lái)提供一種適用于百飛秒以下中紅外超短超強(qiáng)脈沖激光的中紅外啁啾脈沖放大裝置。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種中紅外啁啾脈沖放大裝置，其中，所述裝置包括:飛秒激光器、近紅外脈沖展寬器、非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器、同步窄帶皮秒激光器、分束鏡、光參量啁啾脈沖放大器、中紅外脈沖壓縮器；
所述近紅外脈沖展寬器對(duì)飛秒激光器輸出的飛秒激光脈沖進(jìn)行脈沖展寬后，輸出到非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器；
所述同步窄帶皮秒激光器產(chǎn)生的皮秒激光脈沖經(jīng)過(guò)分束鏡后，分成兩束獨(dú)立的激光脈沖信號(hào):分別為，第一束激光脈沖信號(hào)與第二束激光脈沖信號(hào)；
所述第一束激光脈沖信號(hào)與展寬后的飛秒激光脈沖相耦合后，輸入到非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器，第二束激光脈沖信號(hào)與非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器輸出的中紅外激光脈沖同步進(jìn)入光參量啁啾脈沖放大器進(jìn)行能量放大，經(jīng)過(guò)能量放大后的中紅外激光脈沖經(jīng)過(guò)中紅外脈沖壓縮器壓縮后，形成中紅外超短激光脈沖；
所述近紅外脈沖展寬器為棱柵展寬器，所述中紅外脈沖壓縮器為光柵壓縮器，或者所述近紅外脈沖展寬器為光柵展寬器，所述中紅外脈沖壓縮器為棱柵壓縮器。
[0010]所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其中，所述棱柵展寬器或者棱柵壓縮器包括:相對(duì)設(shè)置的棱柵對(duì)和用于對(duì)所述棱柵對(duì)之間傳輸?shù)募す饷}沖信號(hào)的傳輸路線(xiàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)的屋脊鏡和反射鏡；
所述棱柵對(duì)包括棱鏡對(duì)和光柵對(duì)。
[0011]所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其中，所述裝置還包括放置于所述近紅外脈沖展寬器與所述非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器之間的雙色鏡；
所述雙色鏡，用于將近紅外脈沖展寬器輸出的激光脈沖信號(hào)與所述第一束激光脈沖信號(hào)進(jìn)行耦合。
[0012]所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其中，所述裝置還包括第一延時(shí)器和第二延時(shí)器；
所述第一延時(shí)器設(shè)置于所述分束鏡與所述雙色鏡之間，用于對(duì)所述第一束激光脈沖信號(hào)進(jìn)行延時(shí)；
所述第二延時(shí)器設(shè)置于所述分束鏡與所述光參量啁啾脈沖放大器之間，用于對(duì)所述第二束激光脈沖信號(hào)進(jìn)行延時(shí)。
[0013]所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其中，所述同步窄帶皮秒激光器與所述飛秒激光器輸出的脈沖激光在時(shí)間上同步。
[0014]所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其中，所述近紅外脈沖展寬器的工作波長(zhǎng)與所述飛秒激光器的工作波長(zhǎng)相同。
[0015]所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其中，所述飛秒激光器為近紅外鎖模激光器。
[0016]有益效果:本發(fā)明所提供的一種中紅外啁啾脈沖放大裝置，該裝置包括飛秒激光器，同步窄帶皮秒激光器，分束鏡，近紅外脈沖展寬器，非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器，光參量啁啾脈沖放大器以及中紅外脈沖壓縮器，其中，以棱柵對(duì)和光柵對(duì)相配合作為脈沖展寬器和脈沖壓縮器，在避免使用中紅外脈沖展寬器的同時(shí)，消除了均以光柵對(duì)作為脈沖展寬和脈沖壓縮器時(shí)，壓縮脈沖中殘留的三階色散，特別適用于產(chǎn)生百飛秒以下的中紅外超短超強(qiáng)脈沖激光。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明提供的一種中紅外啁啾脈沖放大裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明提供的棱柵展寬器或者棱柵壓縮器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3所示為針對(duì)3.2 μπι中紅外波長(zhǎng)，基于硫化鋅(ZnS)的棱柵對(duì)(刻線(xiàn)密度為300線(xiàn)/mm)所能提供的三階色散量與二階色散量的比值隨棱柵棱角的變化曲線(xiàn)。

【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明提供一種中紅外啁啾脈沖放大裝置，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]本發(fā)明提供了一種中紅外啁啾脈沖放大裝置，如圖1所示，所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，包括:飛秒激光器1，同步窄帶皮秒激光器4，近紅外脈沖展寬器3，非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器11，光參量啁啾脈沖放大器16以及中紅外脈沖壓縮器18。
[0022]所述近紅外脈沖展寬器3對(duì)飛秒激光器I輸出的飛秒激光脈沖進(jìn)行脈沖展寬后，輸出到非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器11 ；
所述同步窄帶皮秒激光器4產(chǎn)生的皮秒激光脈沖經(jīng)過(guò)分束鏡6后，分成兩束獨(dú)立的激光脈沖信號(hào):第一束激光脈沖信號(hào)與第二束激光脈沖信號(hào)；
所述第一束激光脈沖信號(hào)與展寬后的飛秒激光脈沖相耦合后，輸入到非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器11，第二束激光脈沖信號(hào)與非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器11輸出的中紅外激光脈沖信號(hào)同步進(jìn)入光參量啁啾脈沖放大器16進(jìn)行能量放大，經(jīng)過(guò)能量放大后的中紅外激光脈沖經(jīng)過(guò)中紅外脈沖壓縮器18壓縮后，形成中紅外超短激光脈沖； 所述近紅外脈沖展寬器3為棱柵展寬器，所述中紅外脈沖壓縮器18為光柵壓縮器，或者所述近紅外脈沖展寬器3為光柵展寬器，所述中紅外脈沖壓縮器18為棱柵壓縮器。
[0023]如圖2所示，為本發(fā)明提供的棱柵展寬器或者棱柵壓縮器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所述，所述棱柵展寬器或者棱柵壓縮器包括:相對(duì)設(shè)置的棱柵對(duì)和用于對(duì)所述棱柵對(duì)之間傳輸?shù)募す饷}沖信號(hào)的傳輸路線(xiàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)的屋脊鏡24和反射鏡25 ；
所述棱柵對(duì)包括棱鏡對(duì)22和光柵對(duì)23，所述棱鏡對(duì)中棱鏡的頂角為28度，所述光柵對(duì)中光柵的刻線(xiàn)密度為1200線(xiàn)/mm。
[0024]結(jié)合圖1，在具體實(shí)施例中，所述中紅外啁啾脈沖放大裝置還包括放置于所述近紅外脈沖展寬器3與所述非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器11之間的雙色鏡9 ；
所述雙色鏡9，用于將近紅外脈沖展寬器3輸出的激光脈沖信號(hào)與所述第一束激光脈沖信號(hào)進(jìn)行耦合。
[0025]為了使分束鏡6分出的第一束激光脈沖信號(hào)與展寬后的近紅外脈沖信號(hào)保持同步，以及使第二束激光脈沖信號(hào)與非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器11中得到的中紅外脈沖信號(hào)保持同步，所述中紅外啁啾脈沖放大裝置還包括第一延時(shí)器8和第二延時(shí)器15 ；
所述第一延時(shí)器8放置于所述分束鏡6與所述雙色鏡之9間，用于對(duì)所述第一束激光脈沖信號(hào)進(jìn)行延時(shí)；使延時(shí)后的所述第一束激光脈沖信號(hào)與展寬后的飛秒激光脈沖時(shí)間同止/J/ ο
[0026]所述第二延時(shí)器15放置于所述分束鏡與所述光參量啁啾脈沖放大器之間，用于對(duì)所述第二束激光脈沖信號(hào)進(jìn)行延時(shí)。
[0027]所述飛秒激光器1作為非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器的泵浦源，其可以是鈦寶石飛秒鎖模激光器或者其他近紅外鎖模激光器。在本實(shí)施例中，所述飛秒激光器選用的是800 nm鈦寶石飛秒激光器。
[0028]所述同步窄帶皮秒激光器4的工作波長(zhǎng)在1 μ m-1.6 μ m之間，為皮秒級(jí)脈沖激光器。而且，同步窄帶皮秒激光器與所述飛秒激光器1在時(shí)間上精確同步。在本實(shí)施例中，同步窄帶皮秒激光器4為1064 nm的Nd:YAG皮秒激光器。
[0029]所述近紅外脈沖展寬器3的工作波長(zhǎng)與所述飛秒激光器1相同，其可以是基于光柵對(duì)的脈沖展寬器，也可以是基于棱柵對(duì)的脈沖展寬器。在本實(shí)施例中，近紅外脈沖展寬器3是基于光柵對(duì)的脈沖展寬器。
[0030]所述紅外脈沖壓縮器18是針對(duì)中紅外波長(zhǎng)的脈沖壓縮器，取決于上述近紅外脈沖展寬器3，如果以光柵對(duì)(或者棱柵對(duì))作為近紅外脈沖展寬器，相應(yīng)的，就需要以棱柵對(duì)(或者光柵對(duì))作為中紅外脈沖壓縮器。在本實(shí)施例中，中紅外脈沖壓縮器18是以3.2 ym為工作波長(zhǎng)，基于棱柵對(duì)的脈沖壓縮器。
[0031]所述非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器11，其作用是通過(guò)光學(xué)二階非線(xiàn)性效應(yīng)，將近紅外的啁啾脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換到中紅外波段上去。在本實(shí)施例中，非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器11采用了基于鈮酸鋰晶體(LiNb03)的光參量混頻技術(shù)，將800 nm的近紅外啁啾脈沖轉(zhuǎn)化為?3.2 μ m的中紅外嗎嗽脈沖。
[0032]所述光參量啁啾脈沖放大器16，其作用是為中紅外啁啾脈沖提供能量放大。在本實(shí)施例中，所述光參量啁啾脈沖放大器16米用了基于銀酸鋰晶體(LiNb03)的光參量放大技術(shù)。
[0033]為了對(duì)發(fā)明所述中紅外啁啾脈沖放大裝置進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，下面對(duì)其工作的過(guò)程進(jìn)行解釋:
由飛秒激光器I產(chǎn)生的飛秒激光2進(jìn)入近紅外脈沖展寬器3，將其展寬至與時(shí)間同步的窄帶皮秒激光器4的輸出脈寬相當(dāng)。皮秒激光5經(jīng)過(guò)分束鏡6分為兩路獨(dú)立的脈沖激光，其中只有小部分能量的皮秒激光7經(jīng)過(guò)第一延時(shí)器8調(diào)整時(shí)間延時(shí)后，利用雙色鏡9，與展寬后的近紅外皮秒啁啾脈沖10耦合在一起，以共線(xiàn)的方式進(jìn)入第一非線(xiàn)性晶體11，進(jìn)行非線(xiàn)性光參量混頻，得到帶啁啾的中紅外閑頻光。再通過(guò)濾光片12把殘余的泵浦光與信號(hào)光從帶啁啾的中紅外閑頻光13中濾除。帶有同步窄帶皮秒激光器絕大部分能量的皮秒激光14經(jīng)過(guò)第二延時(shí)器15調(diào)整時(shí)間延時(shí)后，與皮秒級(jí)中紅外啁啾脈沖時(shí)間同步，為了獲得更高的帶寬以及增益，這兩束作用光會(huì)以非共線(xiàn)的方式一同進(jìn)入第二非線(xiàn)性晶體16，進(jìn)行光參量啁啾脈沖放大，由于采用了非共線(xiàn)的匹配方式，皮秒級(jí)的中紅外啁啾脈沖會(huì)在傳輸過(guò)程中與其余兩路作用光“天然”分離。最后，放大后的皮秒級(jí)中紅外啁啾脈沖17進(jìn)入到中紅外脈沖壓縮器18，將其壓縮成飛秒級(jí)的超短脈沖19，實(shí)現(xiàn)超短超強(qiáng)的中紅外脈沖激光輸出。
[0034]較佳的，“棱柵”是一種由色散棱鏡和光柵組合而成的光學(xué)元件。與傳統(tǒng)的光柵不同，棱柵上的刻線(xiàn)被刻畫(huà)在色散棱鏡的斜邊上(一般情況下，也可以將光柵與棱鏡組合在一起作為棱柵)。棱柵結(jié)合了光柵和棱鏡兩者的色散特性，依據(jù)不同的構(gòu)型(主要是選擇不同的棱鏡介質(zhì)與棱鏡頂角)，可以提供正的或者負(fù)的三階色散。對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)更為重要的是，其二階與三階色散的比值也會(huì)隨之發(fā)生改變。
[0035]如圖3所示，圖中給出了基于硫化鋅(ZnS)，并以3.2 μπι典型中紅外波長(zhǎng)為工作波長(zhǎng)的棱柵對(duì)(刻線(xiàn)密度為300線(xiàn)/mm)所能提供的三階色散量與二階色散量的比值隨棱柵棱角的變化曲線(xiàn)。從圖中可以看出，棱柵的三階色散量與二階色散量的比值會(huì)隨棱鏡頂角的改變發(fā)生有序的變化，以800 nm鈦寶石飛秒激光為例，當(dāng)棱柵對(duì)的頂角為28°的時(shí)候，其對(duì)應(yīng)值正好與800 nm的光柵對(duì)(刻線(xiàn)密度為1200線(xiàn)/mm)相等。因此，分別以800 nm的光柵對(duì)和3.2 μ m的棱柵對(duì)作為中紅外OPCPA系統(tǒng)的展寬器以及壓縮器，正好可以同時(shí)消除展寬壓縮系統(tǒng)中的二階與三階色散，有利于得到高峰值功率的中紅外脈沖激光。
[0036]需要說(shuō)明的是，棱柵對(duì)與光柵對(duì)共同組成了本發(fā)明的展寬壓縮系統(tǒng)，棱柵對(duì)既能用作脈沖展寬器，也能用作脈沖壓縮器，與之對(duì)應(yīng)的，光柵對(duì)將分別用作脈沖壓縮器，以及脈沖展寬器，上述例子只是本發(fā)明的一種特例。為了避免壓縮后的脈沖激光最后一次通過(guò)棱柵對(duì)時(shí)可能受到的材料色散的影響，還可以選擇以光柵對(duì)作為壓縮器，以棱柵對(duì)作為展寬器。
[0037]本發(fā)明所提供的一種中紅外啁啾脈沖放大裝置，該裝置包括飛秒激光器，同步窄帶皮秒激光器，分束鏡，近紅外脈沖展寬器，非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器，光參量啁啾脈沖放大器以及中紅外脈沖壓縮器，其中，以棱柵對(duì)和光柵對(duì)相配合作為脈沖展寬器和脈沖壓縮器，在避免使用中紅外脈沖展寬器的同時(shí)，消除了均以光柵對(duì)作為脈沖展寬和脈沖壓縮器時(shí)，壓縮脈沖中殘留的三階色散，特別適用于產(chǎn)生百飛秒以下的中紅外超短超強(qiáng)脈沖激光。
[0038]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種中紅外啁啾脈沖放大裝置，其特征在于，包括:飛秒激光器、近紅外脈沖展寬器、非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器、同步窄帶皮秒激光器、分束鏡、光參量啁啾脈沖放大器、中紅外脈沖壓縮器； 所述近紅外脈沖展寬器對(duì)飛秒激光器輸出的飛秒激光脈沖進(jìn)行脈沖展寬后，輸出到非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器； 所述同步窄帶皮秒激光器產(chǎn)生的皮秒激光脈沖經(jīng)過(guò)分束鏡后，分成兩束獨(dú)立的激光脈沖信號(hào)，分別為:第一束激光脈沖信號(hào)與第二束激光脈沖信號(hào)；其中， 所述第一束激光脈沖信號(hào)與展寬后的飛秒激光脈沖相耦合后，輸入到非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器，第二束激光脈沖信號(hào)與非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器輸出的中紅外激光脈沖信號(hào)同步進(jìn)入光參量啁啾脈沖放大器進(jìn)行能量放大，經(jīng)過(guò)能量放大后的中紅外激光脈沖經(jīng)過(guò)中紅外脈沖壓縮器壓縮后，形成中紅外超短激光脈沖； 所述近紅外脈沖展寬器為棱柵展寬器，所述中紅外脈沖壓縮器為光柵壓縮器，或者所述近紅外脈沖展寬器為光柵展寬器，所述中紅外脈沖壓縮器為棱柵壓縮器。
2.根據(jù)如權(quán)利要求1所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其特征在于，所述棱柵展寬器或者棱柵壓縮器包括:相對(duì)設(shè)置的棱柵對(duì)和用于對(duì)所述棱柵對(duì)之間傳輸激光脈沖信號(hào)的傳輸路線(xiàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)的屋脊鏡和反射鏡； 所述棱柵對(duì)包括棱鏡對(duì)和光柵對(duì)。
3.根據(jù)如權(quán)利要求1所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其特征在于，還包括放置于所述近紅外脈沖展寬器與所述非線(xiàn)性頻率轉(zhuǎn)換器之間的雙色鏡； 所述雙色鏡，用于將近紅外脈沖展寬器輸出的激光脈沖信號(hào)與所述第一束激光脈沖信號(hào)進(jìn)行耦合。
4.根據(jù)如權(quán)利要求3所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其特征在于，還包括第一延時(shí)器和第二延時(shí)器； 所述第一延時(shí)器設(shè)置于所述分束鏡與所述雙色鏡之間，用于對(duì)所述第一束激光脈沖信號(hào)進(jìn)行延時(shí)； 所述第二延時(shí)器設(shè)置于所述分束鏡與所述光參量啁啾脈沖放大器之間，用于對(duì)所述第二束激光脈沖信號(hào)進(jìn)行延時(shí)。
5.根據(jù)如權(quán)利要求4所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其特征在于，所述同步窄帶皮秒激光器與所述飛秒激光器輸出的脈沖激光在時(shí)間上同步。
6.根據(jù)如權(quán)利要求1所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其特征在于，所述近紅外脈沖展寬器的工作波長(zhǎng)與所述飛秒激光器的工作波長(zhǎng)相同。
7.根據(jù)如權(quán)利要求1所述中紅外啁啾脈沖放大裝置，其特征在于，所述飛秒激光器為近紅外鎖模激光器。
【文檔編號(hào)】G02F1/35GK104391416SQ201410678459
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】鐘亥哲, 李瑛 , 章禮富, 陳智聰, 范滇元 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)