本發(fā)明涉及寬帶飛秒激光中單根頻率梳齒的選取技術，具體是一種基于光學頻率梳的任意頻率激光的產(chǎn)生裝置及方法。
背景技術：
自1960年第一臺激光器誕生以來，由于它具有高亮度、良好的單色性和相干性及方向性，而被廣泛應用于工業(yè)、軍事、通信、醫(yī)學、測量和科學研究等諸多領域。根據(jù)不同的用途，相關的專業(yè)人員會選擇相應波段的激光器來達到其目的。然而，人們在很多情況下會面臨如下問題：一、目前有很多波段的激光沒有合適的激光器可以提供。二、即使有些波段的激光可以找到合適的激光器來提供，但其線寬可能很寬而無法精確地完成一些實際需求，而且當人們在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)激光器的波長時，很容易在穩(wěn)頻時帶來困難。三、有時為了完成一個實際的測量或一個精確的實驗，需要很多不同波段的激光器，此時就需要花費大量資金去同時購置多臺激光器。
進入新世紀后，飛秒光學頻率梳的問世為精密光譜學、任意頻率激光的鎖定和光鐘等眾多研究領域帶來了重大突破。飛秒光學頻率梳可以提供波長范圍為600nm-1100nm的寬帶飛秒激光，該寬帶飛秒激光包含一系列等間隔的頻率梳齒（例如德國Melon公司生產(chǎn)的光纖飛秒激光器可以提供重復頻率為250MHz的一系列頻率梳齒），其中的每一根頻率梳齒都可以作為一理想的單色光源輸出。因此，倘若能從包含一系列頻率梳齒的寬帶飛秒激光中選取出其中某一根頻率梳齒作為一理想的激光器，則必然可以產(chǎn)生任意頻率的激光，由此可以徹底解決上述問題（現(xiàn)有激光器所提供的激光無法到達某些波段、有些波段的激光器輸出的激光具有很寬的線寬且不容易穩(wěn)頻、花費大量資金購置多臺激光器以獲取不同頻率的激光）。然而，由于頻率梳齒間的頻率間隔較小，目前尚無一種方法或裝置可以從包含一系列頻率梳齒的寬帶飛秒激光中選取出單根頻率梳齒作為一理想的激光器。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了解決目前尚無一種方法或裝置可以從包含一系列頻率梳齒的寬帶飛秒激光中選取出單根頻率梳齒作為一理想的激光器的問題，提供了一種基于光學頻率梳的任意頻率激光的產(chǎn)生裝置及方法。
本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的：
基于光學頻率梳的任意頻率激光的產(chǎn)生裝置，包括F-P腔、會聚透鏡；其中，F(xiàn)-P腔的入射端設有由第一全反射鏡、第二全反射鏡、濾光片依次串接而成的光路；F-P腔的出射端與會聚透鏡的入射端之間設有由第三全反射鏡、光柵、第四全反射鏡依次串接而成的光路；會聚透鏡的出射端設有可移動的狹縫。
基于光學頻率梳的任意頻率激光的產(chǎn)生方法（該方法是基于本發(fā)明所述的基于光學頻率梳的任意頻率激光的產(chǎn)生裝置實現(xiàn)的），該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的：
步驟1：飛秒光學頻率梳輸出的寬帶飛秒激光依次經(jīng)第一全反射鏡、第二全反射鏡反射后入射到濾光片，然后由濾光片從寬帶飛秒激光中濾出特定波段的飛秒激光；
步驟2：這些特定波段的飛秒激光被入射到F-P腔，其中只有某些特定波長的頻率梳齒才能與F-P腔共振，并經(jīng)F-P腔透射出來，然后經(jīng)第三全反射鏡反射后入射到光柵，再經(jīng)光柵衍射成為頻率隨空間位置變化的激光束，且該激光束在傳播過程中發(fā)散；
步驟3：發(fā)散的激光束經(jīng)第四全反射鏡反射后入射到會聚透鏡，然后經(jīng)會聚透鏡變?yōu)槠叫屑す馐以撈叫屑す馐芯哂邢嗤貜皖l率的頻率梳齒在空間中呈現(xiàn)等間隔、均勻分布；平行激光束入射到狹縫，然后由狹縫從平行激光束中選取出單根頻率梳齒作為一理想的激光器。
本發(fā)明所述的基于光學頻率梳的任意頻率激光的產(chǎn)生裝置及方法通過采用全新的原理，實現(xiàn)了從包含一系列頻率梳齒的寬帶飛秒激光中選取出單根頻率梳齒作為一理想的激光器，由此可以產(chǎn)生任意頻率的激光，從而徹底解決了現(xiàn)有激光器所提供的激光無法到達某些波段、有些波段的激光器輸出的激光具有很寬的線寬且不易進行穩(wěn)頻、花費大量資金購置多臺激光器以獲取不同頻率的激光的問題。
本發(fā)明有效解決了目前尚無一種方法或裝置可以從包含一系列頻率梳齒的寬帶飛秒激光中選取出單根頻率梳齒作為一理想的激光器的問題，適用于工業(yè)、軍事、通信、醫(yī)學、測量和科學研究等諸多領域。
附圖說明
圖1是本發(fā)明中基于光學頻率梳的任意頻率激光的產(chǎn)生裝置的結構示意圖。
具體實施方式
基于光學頻率梳的任意頻率激光的產(chǎn)生裝置，包括F-P腔Q、會聚透鏡L；其中，F(xiàn)-P腔Q的入射端設有由第一全反射鏡M1、第二全反射鏡M2、濾光片F(xiàn)依次串接而成的光路；F-P腔Q的出射端與會聚透鏡L的入射端之間設有由第三全反射鏡M3、光柵G、第四全反射鏡M4依次串接而成的光路；會聚透鏡L的出射端設有可移動的狹縫P。
所述F-P腔Q的自由光譜區(qū)為3GHz；所述第一全反射鏡M1、第二全反射鏡M2、第三全反射鏡M3、第四全反射鏡M4均為寬帶介質(zhì)膜全反射鏡；所述光柵G為1800線的反射式光柵；光柵G與第三全反射鏡M3之間的距離、光柵G與第四全反射鏡M4之間的距離均為1.25m；所述狹縫P的寬度小于3μm。
基于光學頻率梳的任意頻率激光的產(chǎn)生方法（該方法是基于本發(fā)明所述的基于光學頻率梳的任意頻率激光的產(chǎn)生裝置實現(xiàn)的），該方法是采用如下步驟實現(xiàn)的：
步驟1：飛秒光學頻率梳輸出的寬帶飛秒激光依次經(jīng)第一全反射鏡M1、第二全反射鏡M2反射后入射到濾光片F(xiàn)，然后由濾光片F(xiàn)從寬帶飛秒激光中濾出特定波段的飛秒激光；
步驟2：這些特定波段的飛秒激光被入射到F-P腔Q，其中只有某些特定波長的頻率梳齒才能與F-P腔Q共振，并經(jīng)F-P腔Q透射出來，然后經(jīng)第三全反射鏡M3反射后入射到光柵G，再經(jīng)光柵G衍射成為頻率隨空間位置變化的激光束，且該激光束在傳播過程中發(fā)散；
步驟3：發(fā)散的激光束經(jīng)第四全反射鏡M4反射后入射到會聚透鏡L，然后經(jīng)會聚透鏡L變?yōu)槠叫屑す馐?，且該平行激光束中具有相同重復頻率的頻率梳齒在空間中呈現(xiàn)等間隔、均勻分布；平行激光束入射到狹縫P，然后由狹縫P從平行激光束中選取出單根頻率梳齒作為一理想的激光器。