飞秒激光脉冲频谱整形装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种飞秒激光脉冲频谱整形装置及其使用方法，涉及激光脉冲放大技术领域，该飞秒激光脉冲频谱整形装置包括分束元件、第一反射元件、第二反射元件和接收元件；所述第一反射元件和/或所述第二反射元件分别与所述分束元件之间的距离能够实时调节，进而调节分别经过所述第一反射元件、所述第二反射元件的光束之间的光程差；待整形的飞秒激光脉冲经所述分束元件能够分束，使得一部分被反射的光束经所述第一反射元件反射至所述接收元件，另一部分被透射的光束经所述第二反射元件反射至所述接收元件，以缓解现有技术中只能单一地通过改变介质折射率来改变光程差等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
飞秒激光脉冲频谱整形装置及其使用方法
本专利技术涉及激光脉冲放大
，尤其涉及一种飞秒激光脉冲频谱整形装置及其使用方法。
技术介绍
啁啾脉冲放大(ChirpedPulseAmplification,CPA)技术已经成为当今时间上超短激光脉冲系统中脉冲能量放大的主要手段。其实现方法是：先将飞秒或皮秒脉冲引入一定的色散，将脉冲宽度在时域上展宽至皮秒甚至纳秒量级，形成啁啾激光脉冲，降低了峰值功率。然后使啁啾激光脉冲通过钕玻璃或钛宝石主放大系统，进行能量的放大，这样就降低了元件损伤的风险。最后，等获得较高的能量以后，再补偿色散，将脉冲宽度压缩至飞秒量级。CPA技术为超短激光脉冲的发展带来了革命性的变化，世界上很多实验室在很小的台面上都获得了峰值功率为太瓦(TW，1012w)、拍瓦(PW，1015w)量级的激光输出。尽管利用CPA技术已经较容易获得超高强度超短激光脉冲，但它仍然存在一些缺点，如在在放大过程中伴随着较强的放大自发辐射(ASE)，影响压缩后脉冲的对比度；其次，CPA放大系统所用的增益介质长、能量提取有限所导致的热效应严重、易产生自聚焦以及放大过程中单通增益低等缺陷；此外，不可忽视的是，放大过程中的光谱增益窄化、增益饱和效应比较明显，影响再压缩后的脉冲达不到原来的宽度。因此，从整体超短激光脉冲系统来看，在啁啾激光脉冲进入钕玻璃或钛宝石主放大系统之前对激光脉冲的频谱进行整形变得很有必要。通过整形使脉冲的频谱宽度变大、或呈中间凹陷分布以补偿钕玻璃或钛宝石等增益介质放大过程中的增益窄化效应，将有利于支持压缩后更短的脉宽。然而在目前地技术与产品中，大多都是通过单一地改变介质的折射率来改变光程差，进而实现激光脉冲的频谱整形。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种飞秒激光脉冲频谱整形装置，以缓解现有技术中只是单一地通过改变介质折射率来改变光程差等技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供的一种飞秒激光脉冲频谱整形装置，包括分束元件、第一反射元件、第二反射元件和接收元件；所述第一反射元件和/或所述第二反射元件分别与所述分束元件之间的距离能够实时调节，进而调节分别经过所述第一反射元件、所述第二反射元件的光束之间的光程差；频谱待整形的飞秒激光脉冲展宽后经所述分束元件能够分束，使得一部分被反射的光束经所述第一反射元件反射至所述接收元件，另一部分被透射的光束经所述第二反射元件反射至所述接收元件。进一步的，所述飞秒激光脉冲频谱整形装置还包括调节元件；所述调节元件用于调节所述第一反射元件和/或所述第二反射元件距离所述分束元件之间的长度。进一步的，所述调节元件包括控制电源和压电陶瓷；所述压电陶瓷与所述第一反射元件和/或所述第二反射元件固接；所述控制电源向所述压电陶瓷输入电信号，以改变所述压电陶瓷的伸长量。进一步的，所述飞秒激光脉冲频谱整形装置还包括补偿元件；经所述第二反射元件的光束能够反射至所述补偿元件，经所述补偿元件入射至所述接收元件。进一步的，所述分束元件包括第一玻璃板，且所述第一玻璃板的至少一个光线接收面设置有镀层。进一步的，所述第一反射元件和所述第二反射元件互相垂直设置。进一步的，所述第一反射元件和所述第二反射元件均采用反射镜。本专利技术的第二目的在于提供一种飞秒激光脉冲频谱整形方法，以缓解现有技术中只是单一地通过改变介质折射率来改变光程差等技术问题。本专利技术还提供一种飞秒激光脉冲频谱整形方法，基于上述的飞秒激光脉冲频谱整形装置，包括以下步骤：激光发射：发射待整形的飞秒激光脉冲并经展宽器展宽；距离调节：控制调节元件以确定所述第一反射元件和/或所述第二反射元件分别距离所述分束元件之间的长度大小；激光分束：展宽后的飞秒激光脉冲入射至所述分束元件，一部分光束经所述分束元件反射至所述第一反射元件，另一部分光束经所述分束元件透射后入射至所述第二反射元件；光束干涉：经所述第一反射元件的光束被反射至所述接收元件，经所述第二反射元件的光束被反射至所述接收元件，进而使得不同光程的光束进行干涉。进一步的，在光束干涉步骤中，经所述第一反射元件反射的光束入射至所述分束元件，经所述分束元件透射至所述接收元件；经所述第二反射元件反射的光束入射至所述分束元件，经所述分束元件反射至所述接收元件。进一步的，在激光分束步骤中，经所述分束元件透射的光束经过补偿元件后，入射至所述第二反射元件；在光束干涉步骤中，经所述第二反射元件反射的光束经补偿元件后，入射至所述分束元件。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种飞秒激光脉冲频谱整形装置，包括分束元件、第一反射元件、第二反射元件和接收元件；分束元件用于将待整形的飞秒激光脉冲进行分束，第一反射元件和第二反射元件均能够用于反射飞秒激光脉冲，具有改变光线方向的作用；其中，第一反射元件和/或第二反射元件分别距离分束元件之间的距离大小能够根据实际需要进行调节，进而使得分别经过第一反射元件、第二反射元件的光束产生光程差。在实际使用时，以第一反射元件相对于分束元件之间的距离不变，第二反射元件相对于分束元件之间的距离能够改变为例，待整形的飞秒激光脉冲先通过展宽器展宽后，再经过分束元件进行分束，一部分光束经过分束元件反射至第一反射元件，然后经过第一反射元件反射回分束元件，然后透射过分束元件到达接收元件，形成第一光束；另一部分经分束元件透射后的光束入射至第二反射元件，经第二反射元件的光束能够再次被反射至分束元件上，然后通过分束元件反射至接收元件，形成第二光束；同时，因为第二反射元件相对于分束元件之间的距离能够变化，进而使得第二光束与第一光束之间存在光程差；而且，第二反射元件相对于分束元件之间的距离实时变化的，故而第一光束与第二光束之间的光程差也能够实时改变；故而，到达接收元件的第一光束和第二光束能够发生干涉叠加，叠加后所获得的飞秒激光脉冲的强度会根据第一光束与第二光束之间的光程差的不同而进行改变，进而能够改变各个光谱成分的透射率，从而实现飞秒激光脉冲频谱的整形。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例一提供的飞秒激光脉冲频谱整形装置的示意图；图2为实施例一提供的飞秒激光脉冲频谱多次整形的示意图；图3为实施例一提供的飞秒激光脉冲整形后的频谱对比图。图标：10-分束元件；20-第一反射元件；30-第二反射元件；40-压电陶瓷；50-控制电源；60-补偿元件；70-展宽器；80-接收元件；100-飞秒激光脉冲频谱整形装置；101-镀层。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞秒激光脉冲频谱整形装置，其特征在于，包括分束元件、第一反射元件、第二反射元件和接收元件；所述第一反射元件和/或所述第二反射元件分别与所述分束元件之间的距离能够实时调节，进而调节分别经过所述第一反射元件、所述第二反射元件的光束之间的光程差；频谱待整形的飞秒激光脉冲经所述分束元件能够分束，使得一部分被反射的光束经所述第一反射元件反射至所述接收元件，另一部分被透射的光束经所述第二反射元件反射至所述接收元件。

【技术特征摘要】
1.一种飞秒激光脉冲频谱整形装置，其特征在于，包括分束元件、第一反射元件、第二反射元件和接收元件；所述第一反射元件和/或所述第二反射元件分别与所述分束元件之间的距离能够实时调节，进而调节分别经过所述第一反射元件、所述第二反射元件的光束之间的光程差；频谱待整形的飞秒激光脉冲经所述分束元件能够分束，使得一部分被反射的光束经所述第一反射元件反射至所述接收元件，另一部分被透射的光束经所述第二反射元件反射至所述接收元件。2.根据权利要求1所述的飞秒激光脉冲频谱整形装置,其特征在于，所述飞秒激光脉冲频谱整形装置还包括调节元件；所述调节元件用于调节所述第一反射元件和/或所述第二反射元件距离所述分束元件之间的长度。3.根据权利要求2所述的飞秒激光脉冲频谱整形装置,其特征在于，所述调节元件包括控制电源和压电陶瓷；所述压电陶瓷与所述第一反射元件和/或所述第二反射元件固接；所述控制电源向所述压电陶瓷输入电信号，以改变所述压电陶瓷的伸长量。4.根据权利要求1-3任一项所述的飞秒激光脉冲频谱整形装置,其特征在于，所述飞秒激光脉冲频谱整形装置还包括补偿元件；经所述第二反射元件的光束能够反射至所述补偿元件，经所述补偿元件入射至所述接收元件。5.根据权利要求4所述的飞秒激光脉冲频谱整形装置,其特征在于，所述分束元件包括第一玻璃板，且所述第一玻璃板的至少一个光线接收面设置有镀层。6.根据权利要求5所述的飞秒激光脉冲频谱整...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶荣，吴显云，冯强，李忧，卢开东，
申请(专利权)人：成都师范学院，
类型：发明
国别省市：四川,51