柵，20-光欄，21-第五全反射鏡，22-第六全反射鏡，23-激光二級管，24-第三BNC線，25-電源控制器，26-第二光柵，27-第七全反射鏡，28-第二激光隔離器，29-第一激光整形棱鏡，30-第二激光整形棱鏡，31-激光出射孔。
[0020]圖2脈沖展寬前模式圖。
[0021 ] 圖3脈沖展寬后I旲式圖。
【具體實施方式】
[0022]—種寬帶飛秒激光的模式選擇與功率放大的裝置，包括順次位于寬帶飛秒脈沖激光入射光路上的第一激光隔離器3，第一激光隔離器3后順次設(shè)有第一全反射鏡4，沿著第一全反射鏡4激光的出射方向順次有第二全反射鏡5和F-P腔；F-P腔的出射光路上依次設(shè)有第三全反射鏡11、第四全反射鏡12、半波片13和偏振分束棱鏡14，偏振分束棱鏡14的反射光路上設(shè)有光電探測器18 ;F-P腔上設(shè)有壓電陶瓷8，壓電陶瓷8配有高壓電源10，光電探測器18信號輸出端通過鎖定電路系統(tǒng)16與高壓電源10的電壓控制端口相連接；偏振分束棱鏡14的透射光路上依次設(shè)有第一光柵19、光欄20、第五全反射鏡21、第六全反射鏡22、激光二極管23 ;激光二極管23的出射光路上設(shè)有第二光柵26 ;第二光柵26的反射光路上依次有第七全反射鏡27、第二激光隔離器28、第一激光整形棱鏡29與第二激光整形棱鏡30 ο
[0023]還包括一個外殼上開有激光入射孔2和激光出射孔31的腔體I ;所述第一激光隔離器3，第一全反射鏡4，第二全反射鏡5，F(xiàn)-P腔，壓電陶瓷8，第三全反射鏡11，第四全反射鏡12，半波片13，偏振分束棱鏡14，光電探測器18，第一光柵19，光欄20，第五全反射鏡21，第六全反射鏡22，激光二級管23，第二光柵26，第七反射鏡27，第二激光隔離器28，第一激光整形棱鏡2，第二激光整形棱鏡30都位于腔體I內(nèi)；激光出射孔31位于第二激光整形棱鏡30的出射光路上；壓電陶瓷8由高壓BNC線9與高壓電源10連接，光電探測器18由第二 BNC線17與鎖定電路系統(tǒng)16連接，鎖定電路系統(tǒng)16與高壓電源10由第一 BNC線15連接，激光二級管23與其電源控制器25由第三BNC線24連接。
[0024]所述的第一全反射鏡4、第二全反射鏡5、第三全反射鏡11、第四全反射鏡12、第五全反射鏡21、第六全反射鏡22、第七全反射鏡27均為鍍高反膜的全反射鏡；所述第一光柵19、第二光柵26為激光刻線1600/mm閃耀光柵；所訴F-P腔的入射鏡6和F-P腔出射鏡7分別鍍99%與98%高反膜；光電探測器18型號為APD210。
[0025]—種寬帶飛秒激光的模式選擇與功率放大的方法，包括以下步驟:(a)、寬帶飛秒脈沖激光經(jīng)過第一激光隔離器3后由第一全反射鏡4與第二全反射鏡5準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后的激光進(jìn)入F-P腔，通過F-P腔的激光模式間隔展寬為與F-P腔一致，出射光束由第三全反射鏡11與第四全反射鏡12準(zhǔn)直后由半波片13與偏振分束棱鏡14分光，反射部分激光由光電探測器18探測后由鎖定電路系統(tǒng)16獲得鎖定信號后輸入到高壓電源10，由高壓電源10控制壓電陶瓷8的長短來控制F-P腔的長度，從而鎖定F-P腔；鎖定的腔可以提高寬帶激光模式展寬精度；(b)、偏振分束棱鏡14出射光由第一光柵19與光欄20選擇出少量的模式后由第五全反射鏡21與第六全反射鏡22準(zhǔn)直后注入到激光二級管23進(jìn)行功率放大；(C)、激光二級管23輸出的功率放大后的激光由第二光柵26壓縮光斑大小，經(jīng)由第二激光隔離器28后由第一激光整形棱鏡29和第二激光整形棱鏡30整形，由腔體I的激光出射孔31輸出高斯型的少量模式或者單模的高功率脈沖激光。
[0026]實施例本發(fā)明所述方法可以改變飛秒激光脈沖模式寬度，同時可以選擇出少量或者單一模式并且對其功率放大，是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種基于寬帶飛秒激光的模式選擇與功率放大的方法，包括以下步驟；(a)將寬帶飛秒激光輸入到法布里-珀羅諧振腔(F-P腔)，F(xiàn)-P腔模寬度為5GHz，并且通過壓電陶瓷調(diào)節(jié)腔長在4到5GHz范圍內(nèi)掃描，通過調(diào)節(jié)寬帶飛秒激光的模式與F-P腔模共振，與腔模成倍數(shù)的模式在腔中往返增強(qiáng)放大，不與腔模共振的模式被抑制；因此，F(xiàn)-P腔可以把寬帶飛秒激光的模式展寬為4到5GHz范圍內(nèi)的任意寬度；所述F-P腔由主體結(jié)構(gòu)由航空鋁制成，F(xiàn)-P腔的入射與出射窗口分別為鍍99.9%與99%高反膜全反射鏡；出射鏡后粘有壓電陶瓷；通過對壓電陶瓷加高壓來調(diào)節(jié)F-P腔的長度；(b)通過F-P腔把模式寬度展寬為4到5GHz，從透射窗口出來的模式展寬的寬帶飛秒激光再由光柵按不同頻率模式空間分開再由光欄選擇出不同頻率組分的模式；所述光柵線為1600/_ ； (c)由光柵與光欄選出的模式由激光二極管放大，即可從寬帶飛秒激光中選擇出很少或者單一模式的飛秒脈沖激光并且對其功率進(jìn)行放大。
【主權(quán)項】
1.一種寬帶飛秒激光的模式選擇與功率放大的裝置，其特征在于，包括順次位于寬帶飛秒脈沖激光入射光路上的第一激光隔離器(3)，第一激光隔離器(3)后順次設(shè)有第一全反射鏡(4)，沿著第一全反射鏡(4)激光的出射方向順次有第二全反射鏡(5)和F-P腔；F-P腔的出射光路上依次設(shè)有第三全反射鏡(11)、第四全反射鏡(12)、半波片(13)和偏振分束棱鏡(14)，偏振分束棱鏡(14)的反射光路上設(shè)有光電探測器(18) ;F-P腔上設(shè)有壓電陶瓷(8)，壓電陶瓷(8)配有高壓電源(10)，光電探測器(18)信號輸出端通過鎖定電路系統(tǒng)(16)與高壓電源(10)的電壓控制端口相連接；偏振分束棱鏡(14)的透射光路上依次設(shè)有第一光柵(19)、光欄(20)、第五全反射鏡(21)、第六全反射鏡(22)、激光二極管(23);激光二極管(23)的出射光路上設(shè)有第二光柵(26);第二光柵(26)的反射光路上依次有第七全反射鏡(27)、第二激光隔離器(28)、第一激光整形棱鏡(29)與第二激光整形棱鏡(30)。2.如權(quán)利要求1所述的一種寬帶飛秒激光的模式選擇與功率放大的裝置，其特征在于，還包括一個外殼上開有激光入射孔(2)和激光出射孔(31)的腔體(I);所述第一激光隔離器(3)，第一全反射鏡(4)，第二全反射鏡(5)，F(xiàn)-P腔，壓電陶瓷(8)，第三全反射鏡(11)，第四全反射鏡(12)，半波片(13)，偏振分束棱鏡(14)，光電探測器(18)，第一光柵(19)，光欄(20)，第五全反射鏡(21)，第六全反射鏡(22)，激光二級管(23)，第二光柵(26)，第七反射鏡(27)，第二激光隔離器(28)，第一激光整形棱鏡(29)，第二激光整形棱鏡(30)都位于腔體(I)內(nèi)；激光出射孔(31)位于第二激光整形棱鏡(30)的出射光路上；壓電陶瓷(8)由高壓BNC線(9)與高壓電源(10)連接，光電探測器(18)由第二 BNC線(17)與鎖定電路系統(tǒng)(16)連接，鎖定電路系統(tǒng)(16)與高壓電源(10)由第一 BNC線(15)連接，激光二級管(23)與其電源控制器(25)由第三BNC線(24)連接。3.如權(quán)利要求2所述的一種寬帶飛秒激光的模式選擇與功率放大的裝置，其特征在于，所述的第一全反射鏡(4)、第二全反射鏡(5)、第三全反射鏡(11)、第四全反射鏡(12)、第五全反射鏡(21)、第六全反射鏡(22)、第七全反射鏡(27)均為鍍高反膜的全反射鏡；所述第一光柵(19)、第二光柵(26)為激光刻線1600/mm閃耀光柵；所訴F-P腔入射鏡(6)和F-P腔出射鏡(7)分別鍍99%與98%高反膜；光電探測器(18)型號為APD210。4.一種寬帶飛秒激光的模式選擇與功率放大的方法，采用如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，包括以下步驟:(a)、寬帶飛秒脈沖激光經(jīng)過第一激光隔離器(3)后由第一全反射鏡(4)與第二全反射鏡(5)準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后的激光進(jìn)入F-P腔，通過F-P腔的激光模式間隔展寬為與F-P腔一致，出射光束由第三全反射鏡(11)與第四全反射鏡(12)準(zhǔn)直后由半波片(13)與偏振分束棱鏡(14)分光，反射部分激光由光電探測器(18)探測后由鎖定電路系統(tǒng)(16)獲得鎖定信號后輸入到高壓電源(10)，由高壓電源(10)控制壓電陶瓷(8)的長短來控制F-P腔的長度，從而鎖定F-P腔；(b)、偏振分束棱鏡(14)出射光由第一光柵(19)與光欄(20)選擇出少量的模式后由第五全反射鏡(21)與第六全反射鏡(22)準(zhǔn)直后注入到激光二級管(23)進(jìn)行功率放大；(C)、激光二級管(23)輸出的功率放大后的激光由第二光柵(26)壓縮光斑大小，經(jīng)由第二激光隔離器(28)后由第一激光整形棱鏡(29)和第二激光整形棱鏡(30)整形，由腔體(I)的激光出射孔(31)輸出高斯型的少量模式或者單模的高功率脈沖激光。
【專利摘要】本發(fā)明所述的基于寬帶飛秒激光的模式選擇與功率放大的裝置與方法。所述裝置包括順次位于寬帶飛秒脈沖激光入射光路上的第一激光隔離器，第一激光隔離器后順次有第一全反射鏡、沿著第一全反射鏡激光的出射方向順次有第二全反射鏡、F-P腔；F-P腔出射光路上依次有第三全反射鏡、第四全反射鏡、半波片和偏振分束棱鏡，偏振分束棱鏡的反射光路上有光電探測器；偏振分束棱鏡的透射光路上依次有第一光柵、光欄、第五全反射鏡、第六全反射鏡、激光二極管、第二光柵；第二光柵的反射光路上依次有第七全反射鏡、第二隔離器、第一激光整形棱鏡與第二整形棱鏡。整個裝置及方法可以輸出光斑大小很小且為優(yōu)質(zhì)高斯型的少量模式或者單模的高功率脈沖激光。
【IPC分類】G01J3/10
【公開號】CN105181134
【申請?zhí)枴緾N201510272955
【發(fā)明人】張一馳, 汪麗蓉, 曹書凱, 范鵬瑞
【申請人】山西大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年5月26日