用于產(chǎn)生高次諧波的平面波導(dǎo)裝置及安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超快光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于產(chǎn)生高次諧波的平面波導(dǎo)裝置及其安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飛秒激光驅(qū)動原子產(chǎn)生高次諧波是目前獲得桌面式相干極紫外(EUV)光源和相干軟X射線(Soft-Xray)光源的唯一途徑，同時也是獲得阿秒相干脈沖光的首選方法。目前產(chǎn)生高次諧波的實驗裝置主要有三種:第一種是利用脈沖噴氣閥作為高次諧波的產(chǎn)生源；第二種是使用氣體盒子作為高次諧波的產(chǎn)生裝置；第三種是使用空心毛細(xì)管波導(dǎo)作為氣體載體來產(chǎn)生高次諧波。
[0003]由于高次諧波的產(chǎn)生需要在真空環(huán)境下進行，因此當(dāng)產(chǎn)生高次諧波的惰性氣體進入真空后會使真空度發(fā)生變化，為了使產(chǎn)生的高次諧波強度不受真空度變化的影響，需要持續(xù)對真空室抽氣來維持一定的真空度。對于脈沖噴氣閥和氣體盒子而言，當(dāng)氣體進入真空后，真空度變化較大，對起到抽氣作用的分子栗和機械栗造成較大的載荷；而使用空心毛細(xì)管作為氣體載體可以有效解決此問題，這對于應(yīng)用而言有很重要的意義。另一方面，空心毛細(xì)管波導(dǎo)相比前兩種方法可以有效抑制激光等離子體散焦，顯著地增加了激光與氣體的相互作用長度，大大增加了產(chǎn)生信號的強度，但是其產(chǎn)生的高次諧波的波長較長，不能進一步滿足人們的應(yīng)用需求；而大量的實驗已經(jīng)證明內(nèi)徑周期性變化的空心毛細(xì)管可以更有效地產(chǎn)生短波長的高次諧波，使短波長的高次諧波的產(chǎn)量達到了可以應(yīng)用的級別。
[0004]但是目前制作內(nèi)徑周期性變化的空心毛細(xì)管需要使用吹玻璃的技術(shù)，這是一種極其精密復(fù)雜的技術(shù)，因此這就為獲得這種特殊結(jié)構(gòu)的空心毛細(xì)管增加了很大難度。利用飛秒激光微加工技術(shù)雖然也可以在玻璃表面獲得周期性變化的結(jié)構(gòu)，但是由于空心毛細(xì)管的管壁是曲面，因此利用飛秒激光在空心毛細(xì)管壁上刻蝕周期性變化的結(jié)構(gòu)幾乎不可能實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了用于產(chǎn)生高次諧波的平面波導(dǎo)裝置及其安裝方法，目的是為了既能有效產(chǎn)生高次諧波，又可以方便地在裝置上獲得周期性的結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明公開了一種用于產(chǎn)生高次諧波的平面波導(dǎo)裝置，包括第一平面玻璃、第二平面玻璃、氣體密封裝置、充氣裝置；
[0007]所述第一平面玻璃與第二平面玻璃平行放置且二者中間留有間距為幾百微米的縫隙；
[0008]所述氣體密封裝置包括第一密封板和第二密封板，用于密封縫隙；第一密封板固定在第一平面玻璃和第二平面玻璃的上表面，第一密封板上開有與縫隙相通的充氣通道；第二密封板固定在第一平面玻璃和第二平面玻璃的下表面；
[0009]所述充氣裝置固定在第一密封板上，通過充氣通道向第一平面玻璃和第二平面玻璃構(gòu)成的縫隙內(nèi)充入惰性氣體；
[0010]飛秒激光聚焦后進入到第一平面玻璃和第二平面玻璃構(gòu)成的縫隙中并以掠入射的方式向前傳播，與惰性氣體作用產(chǎn)生高次諧波。
[0011]所述平面波導(dǎo)裝置還包括平面玻璃固定裝置、俯仰調(diào)節(jié)機構(gòu)、位移調(diào)節(jié)機構(gòu)和固定板；
[0012]所述平面玻璃固定裝置包括第一平面玻璃固定裝置和第二平面玻璃固定裝置；
[0013]所述俯仰調(diào)節(jié)機構(gòu)包括第一光學(xué)鏡架和第二光學(xué)鏡架，用于調(diào)節(jié)第一平面玻璃與第二平面玻璃的俯仰；
[0014]所述位移調(diào)節(jié)機構(gòu)包括第一平移臺和第二平移臺，用于調(diào)節(jié)第一平面玻璃與第二平面玻璃構(gòu)成的縫隙的間距；
[0015]所述第一平面玻璃固定在第一平面玻璃固定裝置上，第一平面玻璃固定裝置固定在第一光學(xué)鏡架的俯仰轉(zhuǎn)動軸上，第一光學(xué)鏡架固定在第一平移臺上；所述第二平面玻璃固定在第二平面玻璃固定裝置上，第二平面玻璃固定裝置固定在第二光學(xué)鏡架的俯仰轉(zhuǎn)動軸上，第二光學(xué)鏡架固定在第二平移臺上；所述第一平移臺和第二平移臺位于固定板上。
[0016]所述第一平面玻璃和第二平面玻璃的主要成分為二氧化硅，表面經(jīng)過精拋光處理。
[0017]所述平面玻璃固定裝置為兩塊金屬塊，所述的兩塊金屬塊用于將平面玻璃加緊，然后這兩塊金屬塊被固定在光學(xué)鏡架上；所述的光學(xué)鏡架用于方便調(diào)節(jié)兩片平面玻璃的俯仰，以達到兩片平面玻璃平行的目的。
[0018]所述平面波導(dǎo)裝置可以通過支桿與旋轉(zhuǎn)臺連接，通過旋轉(zhuǎn)臺來調(diào)節(jié)飛秒激光與平面波導(dǎo)之間的夾角，當(dāng)入射激光垂直進入平面波導(dǎo)時，平面波導(dǎo)可以提供最佳的波導(dǎo)效應(yīng)。
[0019]所述第一平面玻璃和第二平面玻璃構(gòu)成的縫隙的間距為100um-300um。
[0020]本發(fā)明還公開了一種用于產(chǎn)生高次諧波的平面波導(dǎo)裝置的安裝方法，該方法包括:
[0021]步驟一:安裝第一平面玻璃和第二平面玻璃；
[0022]步驟二:調(diào)節(jié)第一平面玻璃和第二平面玻璃構(gòu)成縫隙的間距；
[0023]步驟三:調(diào)節(jié)第一平面玻璃和第二平面玻璃平行；
[0024]步驟四:密封縫隙，向縫隙內(nèi)充入惰性氣體。
[0025]所述步驟一包括:
[0026]首先將第一平面玻璃放置在第一平面玻璃固定裝置中間，利用第一平面玻璃固定裝置夾緊第一平面玻璃，使其固定不動；再將第一平面玻璃固定裝置與第一光學(xué)鏡架固定連接；所述第二平面玻璃按照與第一平面玻璃相同的方法進行安裝。
[0027]所述步驟二包括:
[0028]首先將帶有第一平面玻璃的第一光學(xué)鏡架安裝在第一平移臺上，將帶有第二平面玻璃的第二光學(xué)鏡架安裝在第二平移臺上；然后通過第一平移臺與第二平移臺來調(diào)節(jié)第一平面玻璃與第二平面玻璃構(gòu)成縫隙的間距，獲得最佳的波導(dǎo)效應(yīng)；最后再將第一平移臺和第二平移臺固定在固定板上。
[0029]所述步驟三包括:
[0030]利用氦氖激光和光闌來調(diào)節(jié)第一平面玻璃和第二平面玻璃平行:
[0031]首先讓氦氖激光中心穿過兩個等高的光闌；然后讓第一光闌關(guān)到最小，第二光闌完全打開；經(jīng)過光闌后的氦氖激光先后經(jīng)過第一平面玻璃、第二平面玻璃的四個平面，激光在經(jīng)過這些平面時會有反射光，通過調(diào)節(jié)第一光學(xué)鏡架和第二光學(xué)鏡架讓形成縫隙的兩個平面的反射光也通過光闌，從而保證第一平面玻璃和第二平面玻璃構(gòu)成縫隙的兩個平面平行。
[0032]所述步驟四包括:
[0033]調(diào)節(jié)完第一平面玻璃和第二平面玻璃平行后，將第一密封板固定在第一平面玻璃和第二平面玻璃的上表面，第一密封板上設(shè)有充氣通道；第二密封板固定在第一平面玻璃和第二平面玻璃的下表面；然后充氣裝置固定在第一密封板的充氣通道上方，通過充氣通道向縫隙內(nèi)充入惰性氣體。
[0034]所述惰性氣體包括氦氣，氖氣，氬氣，氪氣，氙氣中的一種或多種。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0036]本發(fā)明提出的用于產(chǎn)生高次諧波的平面波導(dǎo)裝置及其安裝方法，采用兩片平面玻璃組成的平面波導(dǎo)作為氣體載體屬于首創(chuàng)，既能有效產(chǎn)生高次諧波，又可以方便的在裝置上獲得周期性的結(jié)構(gòu)；
[0037]與現(xiàn)有的毛細(xì)管波導(dǎo)結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明裝置可以方便地將平面玻璃組裝成平面波導(dǎo)，同時可以隨時拆卸平面玻璃對其表面進行任意結(jié)構(gòu)的加工，這是毛細(xì)管波導(dǎo)結(jié)構(gòu)所不具備的特點；該裝置通過調(diào)節(jié)裝置可以任意改變兩片平面玻璃的縫隙間距即波導(dǎo)間距，有助于獲得更好的實驗條件；
[0038]與現(xiàn)有的脈沖噴氣閥和氣體盒子相比，平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)間距為幾百微米，能有效抑制等離子散焦；通過設(shè)置密封裝置，可以很好地束縛氣體，減小氣體向真空中擴散，具有很重要的應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0039]圖1為本發(fā)明一個實施例公開的飛秒激光進入平面波導(dǎo)并與惰性氣體作用的示意圖；
[0040]圖2為本發(fā)明一個實施例公開的平面波導(dǎo)裝置的結(jié)構(gòu)圖；