波長(zhǎng)可調(diào)諧的超短可見(jiàn)與近紅外激光脈沖同時(shí)產(chǎn)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超短脈沖激光，特別是涉及一種波長(zhǎng)可調(diào)諧的超短可見(jiàn)與近紅外脈沖同時(shí)產(chǎn)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著飛秒激光技術(shù)的發(fā)展，超短激光在物理化學(xué)等研究領(lǐng)域有著不可替代的作用，尤其可見(jiàn)波段與近紅外波段超短脈沖激光在超快栗浦探測(cè)等光譜檢測(cè)方面有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景。但是直接利用受激輻射同時(shí)獲得可見(jiàn)及近紅外超短脈沖非常困難，因此如何利用非共線光學(xué)技術(shù)，同時(shí)產(chǎn)生可見(jiàn)波段和近紅外波段超短激光脈沖，并且獲得寬帶可調(diào)諧周期量級(jí)的激光脈沖進(jìn)行可見(jiàn)光栗浦-可見(jiàn)光探測(cè)和可見(jiàn)光栗浦-近紅外光探測(cè)的光譜檢測(cè)具有重要意義。
[0003]Megerle等人提供了一種可調(diào)諧可見(jiàn)激光脈沖的產(chǎn)生裝置(U.Megerle,1.Pugliesi, C.Schriever, et al.(2009).“Sub-50 fs broadband absorpt1nspectroscopy with tunable excitat1n:putting the analysis of ultrafastmolecular dynamics on solid ground，，AppI ied Physics B: Lasers and0pticS:215-231.)。在此裝置中，利用非共線光學(xué)參量放大技術(shù)產(chǎn)生可調(diào)諧激光脈沖，但是由于非線性光學(xué)參量放大為I類窄帶調(diào)諧過(guò)程，壓縮后脈沖寬度只能達(dá)到50fs以下，不能達(dá)到周期量級(jí)，這對(duì)超快栗浦探測(cè)等研究產(chǎn)生很大的限制。同時(shí)，Zhi等人提供了一種超連續(xù)白光產(chǎn)生裝置(Zhi G, Doyun L, Schaller R D, et al.(2014).“Relat1nshipbetween Interchain Interact1n, Exciton Delocalizat1n, and Charge Separat1n inLow-Bandgap Copolymer Blends” J.Am.Chem.Soc, 10024-10032.)。在此裝置中，可以有效的產(chǎn)生超連續(xù)白光光譜，但卻沒(méi)有有效的利用激光光源，沒(méi)有利用未被非共線光學(xué)參量放大的800nm激光光源，沒(méi)有有效的提高激光的利用率，因此如何在一個(gè)激光系統(tǒng)中有效的，高效的利用激光能量同時(shí)產(chǎn)生可見(jiàn)與近紅外激光脈沖顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種波長(zhǎng)可調(diào)諧的超短可見(jiàn)與近紅外激光脈沖同時(shí)產(chǎn)生裝置。它的輸出光波長(zhǎng)可調(diào)諧，支持周期量級(jí)的超短可見(jiàn)激光脈沖輸出，較少的受到外界環(huán)境因素的影響，并且可以同時(shí)產(chǎn)生近紅外波段可調(diào)諧輸出。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種波長(zhǎng)可調(diào)諧的超短可見(jiàn)與近紅外激光脈沖同時(shí)產(chǎn)生裝置，其特點(diǎn)在于，包括飛秒激光器、可調(diào)諧二級(jí)非共線光學(xué)參量放大系統(tǒng)、啁啾鏡-棱鏡對(duì)壓縮系統(tǒng)和超連續(xù)近紅外白光產(chǎn)生系統(tǒng)，所述的飛秒激光器的輸出光束經(jīng)所述的可調(diào)諧二級(jí)非共線光學(xué)參量放大系統(tǒng)分為二束光，一束光放大后進(jìn)入所述的啁啾鏡-棱鏡對(duì)壓縮系統(tǒng)，另一束光直接進(jìn)入所述的超連續(xù)近紅外白光產(chǎn)生系統(tǒng)；
[0007]所述的啁啾鏡-棱鏡對(duì)壓縮系統(tǒng)包括沿入射光光路方向同軸依次放置的啁啾鏡對(duì)、爬高爬低鏡、第一小孔、第二小孔、第一棱鏡、一對(duì)入射45°反射鏡、第二棱鏡和90°全反鏡，經(jīng)所述的90°全反鏡反射后，沿反射光光路方向依次經(jīng)所述的第二棱鏡、一對(duì)入射45°反射鏡、第一棱鏡和入射45°反射鏡構(gòu)成同軸的反射光光路，所述的入射光光路與反射光光路互相平行；
[0008]所述的超連續(xù)近紅外白光產(chǎn)生系統(tǒng)包括沿光路方向依次放置的聚焦連續(xù)可變衰減片、第一濾波片、第一聚焦透鏡、白寶石棒、第二濾波片和第二聚焦透鏡。
[0009]所述的可調(diào)諧非共線光學(xué)參量放大系統(tǒng)，是兩級(jí)光參量放大系統(tǒng)，是非共線光參量放大系統(tǒng)，可產(chǎn)生寬帶可調(diào)諧可見(jiàn)波段輸出。
[0010]所述的超連續(xù)近紅外白光產(chǎn)生系統(tǒng)中的光源為二級(jí)非共線光學(xué)參量放大后剩余的沒(méi)有被放大的SOOnm激光。白光產(chǎn)生晶體是白寶石棒或藍(lán)寶石棒。通過(guò)超連續(xù)白光的產(chǎn)生過(guò)程，將激光波長(zhǎng)擴(kuò)展到近紅外波段，通過(guò)調(diào)節(jié)白寶石棒的長(zhǎng)度和濾波片的濾波范圍，可以輸出波長(zhǎng)可調(diào)的近紅外光譜。同時(shí)，為了引入的穩(wěn)定的超連續(xù)白光，聚焦到寶石棒前的透鏡需選取合適的焦距并且寶石棒需選擇合適的長(zhǎng)度。
[0011]所述的啁啾鏡-棱鏡對(duì)壓縮系統(tǒng)，是由啁啾鏡對(duì)和棱鏡對(duì)構(gòu)成，棱鏡對(duì)是BK7、SFlO或融融石英。首先利用啁啾鏡對(duì)光參量放大系統(tǒng)的出射光進(jìn)行色散補(bǔ)償，然后利用棱鏡對(duì)和延時(shí)器對(duì)啁啾脈沖進(jìn)行負(fù)色散補(bǔ)償，由此可以產(chǎn)生周期量級(jí)的可見(jiàn)飛秒激光脈沖。該啁啾鏡對(duì)的入射光經(jīng)過(guò)三次折返后出射。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0013](I)在先技術(shù)使用的非線性光學(xué)參量放大技術(shù)僅能獲得可見(jiàn)超短激光脈沖的輸出，這對(duì)超快栗浦探測(cè)等研究產(chǎn)生很大的限制。本發(fā)明采用的是非共線光學(xué)參量放大技術(shù)結(jié)合近紅外白光產(chǎn)生技術(shù)，可以同時(shí)產(chǎn)生周期量級(jí)的可見(jiàn)與近紅外的寬帶激光脈沖。因此，可以進(jìn)行可見(jiàn)-可見(jiàn)栗浦探測(cè)和可見(jiàn)-近紅外栗浦探測(cè)的光譜檢測(cè)研究。
[0014](2)由于近紅外白光產(chǎn)生系統(tǒng)的原始光是分共線光學(xué)參量放大后剩余閑置的SOOnm光，所以本發(fā)明可以更有效的利用激光系統(tǒng)的能量，提高激光的有效利用率。
[0015](3)由于在光參量放大后采用了啁啾鏡-棱鏡對(duì)壓縮系統(tǒng)對(duì)激光脈寬進(jìn)行壓縮，所以本發(fā)明支持周期量級(jí)的可見(jiàn)超短激光脈沖。
[0016](4)由于使用的是可調(diào)諧二級(jí)光參量放大系統(tǒng)，因此本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)可調(diào)諧的可見(jiàn)波段的寬光譜的高效的脈沖輸出。
[0017](5)由于采用長(zhǎng)聚焦透鏡、白寶石棒與高通濾波器的結(jié)合過(guò)程，本發(fā)明可以獲得近紅外可調(diào)諧的穩(wěn)定光譜輸出。
[0018](6)由于采用啁啾鏡對(duì)光參量放大系統(tǒng)的出射光進(jìn)行色散補(bǔ)償，然后利用棱鏡對(duì)和延時(shí)器對(duì)啁啾脈沖進(jìn)行負(fù)色散補(bǔ)償，本發(fā)明可以產(chǎn)生光束質(zhì)量好的激光脈沖。
[0019]總之本發(fā)明可同時(shí)獲得波長(zhǎng)可調(diào)諧的，光束質(zhì)量好的，周期量級(jí)的，寬帶可見(jiàn)超短與穩(wěn)定的近紅外激光脈沖。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明波長(zhǎng)可調(diào)諧的可見(jiàn)與近紅外超短激光脈沖同時(shí)產(chǎn)生裝置的光路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明非共線二級(jí)光學(xué)參量放大輸出可調(diào)諧可見(jiàn)脈沖激光光譜圖。
[0022]圖3為本發(fā)明啁啾鏡-棱鏡對(duì)壓縮后最終的可見(jiàn)激光最小脈沖寬度。
[0023]圖4為本發(fā)明超連續(xù)白光產(chǎn)生輸出近紅外脈沖激光光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0025]先請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明波長(zhǎng)可調(diào)諧的超短可見(jiàn)與近紅外激光脈沖同時(shí)產(chǎn)生裝置的光路結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見(jiàn)，本發(fā)明波長(zhǎng)可調(diào)諧的超短可見(jiàn)與近紅外激光脈沖