多色飛秒激光產(chǎn)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛秒激光，特別是一種多色飛秒激光產(chǎn)生裝置。在飛秒激光光譜學(xué)和飛秒激光顯微成像等多個相關(guān)領(lǐng)域都有應(yīng)用前景。
技術(shù)背景
[0002]飛秒激光在物理光學(xué)，化學(xué)光學(xué)，生物光學(xué)等很多前沿科學(xué)實驗中有著重要的應(yīng)用。通過級聯(lián)四波混頻可以一次性產(chǎn)生多個中心波長可調(diào)的飛秒激光光斑，具有很好的應(yīng)用前景。級聯(lián)四波混頻的進行需要兩束入射光，這兩束入射光可以來自空心光纖壓縮裝置，非共線參量放大器，寬帶鈦寶石放大器，但是該裝置復(fù)雜，實驗設(shè)備昂貴占用空間大；這兩束入射光也可以來自白寶石片白光產(chǎn)生，或者空氣成絲，但是這樣所產(chǎn)生的多色光光譜范圍比較窄，以上訴述因素限制了基于級聯(lián)四波混頻多色光產(chǎn)生裝置的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種多色飛秒激光產(chǎn)生裝置，為了方便的產(chǎn)生寬光譜中心波長可調(diào)的多色飛秒激光，該裝置僅僅使用了多枚透明固體薄片展寬入射光，為隨后的級聯(lián)四波混頻提供了充足的頻率成分，從而擴展了所產(chǎn)生多色光的光譜范圍，同時簡化了實驗裝置且。
[0004]本發(fā)明專利的技術(shù)解決方案如下:
[0005]一種多色飛秒激光產(chǎn)生裝置，特點在于其構(gòu)成包括:沿入射光路方向依次設(shè)置第一聚焦元件、第一透明固體薄片、第二透明固體薄片、第二聚焦元件、濾波小孔、第一啁啾鏡、第二啁啾鏡、中性密度衰減片、第三聚焦元件和雙色鏡，所述的雙色鏡把光譜展寬后的激光脈沖分為反射光和透射光，所述的反射光經(jīng)過第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡后，入射到非線性透明固體材料，所述的透射光經(jīng)過第四反射鏡，第五反射鏡反射后也入射到所述非線性透明固體材料，所述的第一透明固體薄片，第二透明固體薄片位于所述的第一聚焦元件第二聚焦元件的焦點處，所述的第一啁啾鏡和第二啁啾鏡分別反射三次入射光，所述的第一反射鏡和第二反射鏡位于一個移動平臺上，該移動平臺具有在沿第一反射鏡的入射光方向移動的機構(gòu)，所述的非線性晶體位于所述的第三聚焦元件的焦點處。
[0006]所述的第一透明固體薄片和第二透明固體薄片的厚度為百微米量級。
[0007]所述的非線性固體透明材料為N-WG280玻璃片、白寶石片或氟化鈣薄片。
[0008]本發(fā)明的特點是:
[0009]本發(fā)明裝置使用了多枚透明固體薄片展寬入射光譜，可以獲得高能量寬光譜的激光脈沖，也為之后的級聯(lián)四波混頻提供了充足的頻率成分，同時大大簡化了實驗裝置且實驗設(shè)備經(jīng)濟便宜。
[0010]本裝置可以獲得光譜總范圍覆蓋紫外到近紅外的多色飛秒激光。
[0011]本發(fā)明通過調(diào)節(jié)級聯(lián)四波混頻入射光的交叉角度，可以改變所獲得多色光的中心波長。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明多色飛秒激光產(chǎn)生裝置的光路圖
[0013]圖2是本發(fā)明所產(chǎn)生的多色飛秒激光光斑圖
[0014]圖3是實驗獲得多色飛秒激光的光譜信息圖
[0015]圖4是改變角度對所獲得多色飛秒激光中心波長的調(diào)節(jié)圖
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明，但是不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0017]如圖1所示，由圖可見，本發(fā)明多色飛秒激光產(chǎn)生裝置，包括:沿入射光路方向依次設(shè)置第一聚焦元件1、第一透明固體薄片2、第二透明固體薄片3、第二聚焦元件4、濾波小孔5、第一啁啾鏡6、第二啁啾鏡7、中性密度衰減片8、第三聚焦元件9、雙色鏡10，所述的雙色鏡10把光譜展寬后的激光脈沖分為反射光和透射光，所述的反射光經(jīng)過第一反射鏡11、第二反射鏡12、第三反射鏡15后，入射到非線性透明固體材料16，所述的透射光經(jīng)過第四反射鏡13，第五反射鏡14反射后也入射到所述非線性透明固體材料16，所述的第一透明固體薄片2和第二透明固體薄片3位于所述的第一聚焦元件I第二聚焦元件4的焦點處，所述的第一啁啾鏡6和第二啁啾鏡7分別反射三次入射光，所述的第一反射鏡11和第二反射鏡12位于一個移動平臺上，該移動平臺具有在沿第一反射鏡11的入射光方向移動的機構(gòu)，所述的非線性晶體16位于所述的第三聚焦元件9的焦點處。
[0018]所述的非線性固體透明材料16為N-WG280玻璃片。實施例的具體器件是:
[0019]單脈沖能量為130微焦的入射光入射到焦距700mm的第一球面透鏡1，在其焦點附近放置厚度為0.18mm的第一熔融石英薄片2和第二熔融石英薄片3，調(diào)節(jié)兩片熔融石英薄片的位置，直到出射光束呈現(xiàn)穩(wěn)定多環(huán)結(jié)構(gòu)，接著使用焦距400mm第二球面透鏡4準(zhǔn)直出射光束，通過濾波小孔5濾出光束中心部分之后，光束入射到第一啁啾鏡6和第一啁啾鏡7，入射光在每個啁啾鏡上反射三次，每次反射啁啾鏡可以提供_40fs2的色散補償，之后光束分別入射到中性密度衰減片8，焦距100mm的第三球面透鏡9，截止頻率800nm雙色鏡10上，而所述的雙色鏡10把光譜展寬后的激光脈沖分為反射光和透射光，所述的反射光經(jīng)過第一反射鏡11、第二反射鏡12、第三反射鏡15后，入射到非線性晶體0.5mm厚的N-WG280玻璃片16上，所述的透射光經(jīng)過第四反射鏡13，第五反射鏡14反射后也入射到非線性晶體16，所述的第一反射鏡11和第二反射鏡12位于一個移動平臺上，該移動平臺具有在沿第一反射鏡11的入射光方向移動的機構(gòu)，所述的非線性晶體16位于所述的第三球面透鏡9的焦點處。調(diào)節(jié)兩束入射光以3°交叉角度在非線性晶體16中時間空間重合，就可以在入射光的兩側(cè)看到多個彩色光斑的產(chǎn)生，如圖2所示，多色光顏色變化由紅色到深藍(lán)色；使用光纖光譜儀采集這些多色光斑的光譜信息，如圖3所示，可以看出這些多色光光譜范圍很寬，覆蓋了 377nm到970nm ;調(diào)節(jié)兩束入射光的交叉角度，可以改變參與到四波混頻中的頻率成分，從而改變所獲得的多色光的中心波長，如圖4所示的是入射光在交叉角度為3°和4.5°時多色光的中心波長的變化。通過實驗表明，該實驗裝置具有經(jīng)濟、簡單、易于搭建且調(diào)節(jié)方便的特點，所產(chǎn)生的多色飛秒激光光譜范圍寬可以覆蓋377nm到970nm的范圍，具有很好的應(yīng)用前景。
【主權(quán)項】
1.一種多色飛秒激光產(chǎn)生裝置，特征在于其構(gòu)成包括:沿入射光路方向依次設(shè)置第一聚焦元件(I)、第一透明固體薄片(2)、第二透明固體薄片(3)、第二聚焦元件(4)、濾波小孔(5)、第一啁啾鏡(6)、第二啁啾鏡(7)、中性密度衰減片(8)、第三聚焦元件(9)和雙色鏡(10)，所述的雙色鏡(10)把光譜展寬后的激光脈沖分為反射光和透射光，所述的反射光經(jīng)過第一反射鏡(11)、第二反射鏡(12)、第三反射鏡(15)后，入射到非線性透明固體材料(16)，所述的透射光經(jīng)過第四反射鏡(13)，第五反射鏡(14)反射后也入射到所述非線性透明固體材料(16)，所述的第一透明固體薄片(2)，第二透明固體薄片(3)位于所述的第一聚焦元件(I)第二聚焦元件(4)的焦點處，所述的第一啁啾鏡(6)和第二啁啾鏡(7)分別反射三次入射光，所述的第一反射鏡(11)和第二反射鏡(12)位于一個移動平臺上，該移動平臺具有在沿第一反射鏡(11)的入射光方向移動的機構(gòu)，所述的非線性晶體(16)位于所述的第三聚焦元件(9)的焦點處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多色飛秒激光產(chǎn)生裝置，其特征在于所述的第一透明固體薄片(2)和第二透明固體薄片(3)的厚度為百微米量級。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多色飛秒激光產(chǎn)生裝置，其特征在于所述的非線性固體透明材料(16)為N-WG280玻璃片、白寶石片或氟化鈣薄片。
【專利摘要】一種多色飛秒激光產(chǎn)生裝置，其構(gòu)成包括：在主光路上設(shè)置第一聚焦元件，兩片位于聚焦透鏡焦點處的透明固體薄片，第二聚焦元件，一枚濾波小孔，兩枚啁啾鏡，以獲得光譜展寬的飛秒激光脈沖，再使用第三聚焦元件聚焦后，光譜展寬的激光脈沖被一枚雙色鏡分光，雙色鏡的反射光經(jīng)過由兩枚反射鏡構(gòu)成的延遲線和另一枚反射鏡入射到透明非線性材料上，而透射光經(jīng)過兩枚反射鏡也入射到所述的非線性材料中，調(diào)節(jié)兩束光在玻璃片中時間和空間上重合即可獲得多色飛秒激光。本發(fā)明裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)濟實用，裝置搭建方便的特點，獲得多色光的光譜范圍寬且中心波長可調(diào)節(jié)的特點。
【IPC分類】G02F1/35, H01S3/10
【公開號】CN104914645
【申請?zhí)枴緾N201510375770
【發(fā)明人】劉軍, 王鵬, 李方家, 申雄
【申請人】中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月30日