專利名稱：激光飛秒探針裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及超快過程的探測，特別是一種激光飛秒探針光裝置。
背景技術(shù)：
隨著激光的啁啾脈沖放大技術(shù)的發(fā)展，臺(tái)式激光器的輸出峰值功率獲得極大提 高，達(dá)到拍瓦(1015W)量級(jí)，聚焦功率密度可達(dá)到1022W/cm2，激光與物質(zhì)相互作 用產(chǎn)生了許多新現(xiàn)象，深入了解其作用過程對(duì)理解這些新現(xiàn)象起到至關(guān)重要的作用。
發(fā)明內(nèi)容
—為了對(duì)激光與物質(zhì)相互作用的超快過程進(jìn)行探測，提供一種激光飛秒探針光裝 置。該裝置產(chǎn)生的探針光與主激光同步，脈寬可以達(dá)到飛秒量級(jí)，具有結(jié)構(gòu)簡單和 操作方便的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下
一種激光飛秒探針裝置，特點(diǎn)是其構(gòu)成包括在主光路設(shè)置一分束片，該分束 片將入射的激光束分成透射的探針光束和反射的主光束，沿探針光束設(shè)置共焦的第 一凸透鏡、小孔光闌、第二凸透鏡、倍頻晶體、直角反辨鏡和反射鏡，所述的第一 凸透鏡和第二凸透鏡共焦，其焦距比為5:1，所述的小孔光闌位于所述的第一凸透鏡
和第二凸透鏡的公共焦點(diǎn)上，所述的直角反射器由兩個(gè)互成90。的反射鏡構(gòu)成，并固
定在一個(gè)移動(dòng)軸平行于入射光束的一維平移臺(tái)上，所述的反射鏡具有對(duì)基頻激光高 透對(duì)倍頻探針光高反的膜層。
所述的分束片為兩面鍍介質(zhì)膜，前表面介質(zhì)膜對(duì)激光的反射率為90%，后表面 對(duì)激光的透過率為99.7%。
所述的第一凸透鏡和第二凸透鏡共焦點(diǎn)，焦點(diǎn)位于兩鏡之間，能對(duì)光束直徑進(jìn) 行縮小而出射的光束仍為平行光，兩透鏡都是雙面鍍對(duì)主激光的高透射膜。
所述的倍頻晶體為LBO晶體，晶體按照匹配角切割。
所述的直角反射器由兩個(gè)互成90。的反射鏡構(gòu)成，兩鏡都鍍有對(duì)倍頻光反射率為 99%的膜層。
所述的反射鏡鍍有對(duì)倍頻光反射率大于95%，而對(duì)基頻光透過率大于99%的膜層。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是-
1、用于超強(qiáng)超快激光領(lǐng)域，本方法能獲得飛秒量級(jí)的探針光，能探測物質(zhì)被激光電離的演化過程。
2、 使用空間濾波器能濾去光束空間頻率的高頻成分，改善探針光質(zhì)量。
3、 使用倍頻激光作為探針光，可以避免在使用時(shí)探針光受主光路激光的干擾 (產(chǎn)生干涉)。 '
4、 與其他使用基頻探針光的方法相比，由于倍頻探針光對(duì)物質(zhì)被激光電離產(chǎn) 生的等離子體有更大的穿透深度，本方法可探測到更多等離子體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。


圖1本實(shí)用新型激光飛秒探針光裝置的光路圖。 .圖2是本實(shí)用新型激光飛秒探針光裝置在實(shí)際激光打耙中的一個(gè)應(yīng)用例子。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍。
先請(qǐng)參閱圖1，圖1本實(shí)用新型激光飛秒探針光裝置的光路圖。由圖可見，本
實(shí)用新型激光飛秒探針裝置的構(gòu)成包括在主光路設(shè)置分束片1，該分束片1將激 光束分成透射的探針光束和反射的主光束，沿探針光束設(shè)置共焦的第一凸透鏡2、
小孔光闌3、第二凸透鏡4、倍頻晶體5、直角反射鏡6和反射鏡7，所述的第一凸 透鏡2和第二凸透鏡4共焦，所述的小孔光闌3位于所述的第一凸透鏡2和第二凸 透鏡4的公共焦點(diǎn)，所述的直角反射器6由兩個(gè)互成90。的反射鏡構(gòu)成，并固定在一 個(gè)移動(dòng)軸平行于入射光束的一維平移臺(tái)上，所述的反射鏡7具有對(duì)基頻激光高透對(duì) 倍頻探針光高反的膜層。所述的分束片1為兩面鍍介質(zhì)膜，前表面介質(zhì)膜對(duì)激光的 反射率為90%，后表面對(duì)激光的透過率為99.7%。所述的第一凸透鏡2和第二凸透 鏡4共焦點(diǎn)，焦點(diǎn)位于兩鏡之間，其焦距比為5:1，能對(duì)光束直徑進(jìn)行縮小而出射的 光束仍為平行光，兩透鏡都是雙面鍍對(duì)主激光的高透射膜。所述的倍頻晶體5為LBO 晶體，晶體按照匹配角切割。所述的直角反射器6由兩個(gè)互成90。的反射鏡構(gòu)成，兩 鏡都鍍有對(duì)倍頻光反射率為99%的膜層。所述的反射鏡7鍍有對(duì)倍頻光反射率大于 95%,而對(duì)基頻光透過率大于99%的膜層。
分束片1將激光A分成探針光束B和主光束C;反望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)的凸透鏡2和凸 透鏡4對(duì)探針光束B進(jìn)行縮束，縮束比為5: 1，提高光束的亮度，使倍頻時(shí)有更高 的效率；兩透鏡的共同焦點(diǎn)上放置有直徑為15微米的小孔光闌3，能對(duì)光束進(jìn)行空 間濾波，提高光束質(zhì)量；然后由倍頻晶體5對(duì)光進(jìn)行倍頻；利用直角反射鏡6調(diào)節(jié) 倍頻光與主光路C的延遲時(shí)間，直角反射鏡6固定在一個(gè)一維平移臺(tái)上，要求平移 臺(tái)移動(dòng)軸與進(jìn)入的光束相平行，保證調(diào)節(jié)光路延時(shí)時(shí)，出射光斑不移動(dòng)；反射鏡7鍍有對(duì)倍頻光高反射而對(duì)基頻光高透射的膜層，能濾去探針光中的基頻成分。
再參見圖2,圖2是本實(shí)用新型激光飛秒探針光裝置在實(shí)際激光打靶中的一個(gè) 應(yīng)用例子。光束A為飛秒激光系統(tǒng)的輸出光束，分束片1將激光A分成主光束C和 探針光束B，光束B由共焦的第一凸透鏡2和第二凸透鏡4進(jìn)行縮束，兩透鏡的焦 點(diǎn)上放置有小孔光闌3，然后由倍頻晶體5對(duì)光進(jìn)行倍頻，倍頻光經(jīng)過直角反射鏡6， 最后用反射鏡7濾去基頻激光成分，得到倍頻探針光束D。
主光束C經(jīng)過三個(gè)反射鏡8、 9、 10之后由凸透鏡11進(jìn)行聚焦，與固體靶12 相互作用。固體靶12為長方體狀玻璃塊，靶面及四個(gè)側(cè)面拋光。探針光D從靶側(cè) 面透過，通過調(diào)節(jié)直角反射器6使打靶主光路和探針光路同步。靶被電離產(chǎn)生的等 離子體會(huì)吸收探測激光，在探針光斑上形成陰影，陰影最終被凸透鏡13成像在CCD 15上，14是反射鏡。
權(quán)利要求1、一種激光飛秒探針裝置，特征在于其構(gòu)成包括在主光路設(shè)置分束片(1)，該分束片(1)將激光束A分成透射的探針光束和反射的主光束，沿探針光束設(shè)置共焦的第一凸透鏡(2)、小孔光闌(3)、第二凸透鏡(4)、倍頻晶體(5)、直角反射鏡(6)和反射鏡(7)，所述的第一凸透鏡(2)和第二凸透鏡(4)共焦，其焦距比為5∶1，所述的小孔光闌(3)位于所述的第一凸透鏡(2)和第二凸透鏡(4)的公共焦點(diǎn)，所述的直角反射器(6)由兩個(gè)互成90°的反射鏡構(gòu)成，并固定在一個(gè)移動(dòng)軸平行于入射光束的一維平移臺(tái)上，所述的反射鏡(7)具有對(duì)基頻激光高透對(duì)倍頻探針光高反的膜層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)生高質(zhì)量飛秒探針光的裝置，其特征在于所述的分 束片(1)為兩面鍍介質(zhì)膜，前表面介質(zhì)膜對(duì)激光的反射率為90%，后表面對(duì)激光 的透過率為99.7%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光飛秒探針裝置，其特征在于所述的第一凸透鏡(2) 和第二凸透鏡(4)共焦點(diǎn)，焦點(diǎn)位于兩鏡之間，能對(duì)光束直徑進(jìn)行縮小而出射的光 束仍為平行光，兩透鏡都是雙面鍍對(duì)主激光的高透射膜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光飛秒探針裝置，其特征在于所述的倍頻晶體(5) 為LBO晶體，晶體按照匹配角切割。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光飛秒探針裝置，其特征在于所述的直角反射器(6) 由兩個(gè)互成90。的反射鏡構(gòu)成，兩鏡都鍍有對(duì)倍頻光反射率為99%的膜層。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光飛秒探針裝置，其特征在于所述的反射鏡(7) 鍍有對(duì)倍頻光反射率大于95%，而對(duì)基頻光透過率大于99%的膜層。
專利摘要一種激光飛秒探針裝置，其構(gòu)成包括在主光路設(shè)置一分束片，該分束片將入射的激光束分成透射的探針光束和反射的主光束，沿探針光束設(shè)置共焦的第一凸透鏡、小孔光闌、第二凸透鏡、倍頻晶體、直角反射鏡和反射鏡，所述的第一凸透鏡和第二凸透鏡共焦，其焦距比為5∶1，所述的小孔光闌位于所述的第一凸透鏡和第二凸透鏡的公共焦點(diǎn)上，所述的直角反射器由兩個(gè)互成90°的反射鏡構(gòu)成，并固定在一個(gè)移動(dòng)軸平行于入射光束的一維平移臺(tái)上，所述的反射鏡具有對(duì)基頻激光高透對(duì)倍頻探針光高反的膜層。本實(shí)用新型具有調(diào)節(jié)簡單，輸出光質(zhì)量高，能避免和主激光相互干擾的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/63GK201251548SQ20082015123
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者麗 劉, 劉建勝, 盧海洋, 夏長權(quán), 王文濤, 懿 蔡, 璞 鄒 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所