一种被动相位锁定装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种被动相位锁定装置，包括分束镜单元、光路延迟单元、光路补偿单元以及光路接收单元；分束镜单元包括第一分束镜和第二分束镜，第一分束镜用于将光源发出的光束分为反射光束和透射光束；第二分束镜用于将反射光束分为第一反射光束和第一透射光束，将透射光束分为第二反射光束和第二透射光束；光路延迟单元包括第一光路延迟单元、第二光路延迟单元和第三光路延迟单元；光路补偿单元包括第一光路补偿单元和第二光路补偿单元，各光路延迟单元和各光路补偿单元分别位于各光束的传播路径上并用于延迟或者补偿各光束。本发明专利技术的技术方案可以实现四个光束的相位锁定以及光程差连续可调，被动相位锁定装置结构简单且操作简便。

A Passive Phase Locking Device

The embodiment of the present invention discloses a passive phase locking device, which includes a beam splitter unit, an optical path delay unit, an optical path compensation unit and an optical path receiving unit; a beam splitter unit includes a first beam splitter and a second beam splitter, the first beam splitter is used to divide the beam emitted by a light source into a reflected beam and a transmitted beam; and a second beam splitter is used to divide the reflected beam into a first reflected beam and a transmitted beam. And the first transmitted beam, the transmitted beam is divided into the second reflected beam and the second transmitted beam; the optical path delay unit includes the first optical path delay unit, the second optical path delay unit and the third optical path delay unit; the optical path compensation unit includes the first optical path compensation unit and the second optical path compensation unit, each optical path delay unit and each optical path compensation unit are located in the propagation path of each beam, respectively. Diameterally, it is used to delay or compensate each beam. The technical scheme of the invention can realize the phase locking of four beams and the continuous adjustable optical path difference, and the passive phase locking device has simple structure and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
一种被动相位锁定装置
本专利技术实施例涉及光学
，尤其涉及一种被动相位锁定装置。
技术介绍
超快二维电子光谱实验探测的是样品先后经过三束具有一定可控时间延迟的脉冲激光A、B、C作用后产生的微弱的三阶非线性光学响应。样品经过第一束激光脉冲A激发之后处于一个相干态，故A和B之间的时间延迟称为相干时间，其间包含相位的演化；而样品经过第二个脉冲B作用后处于一个布居态，故B和C之间的时间延迟称为布居时间，其间没有相位的演化；最后，样品经过第三个脉冲C作用后又处于相干态，并发射出一个三阶非线性极化信号，通常使用一个相位与之锁定的本机振荡脉冲通过外差检测的方法探测该微弱信号的振幅和相位信息。因此，在二维光谱实验中，脉冲A和B，以及脉冲C和本机振荡脉冲之间需要实现相位的锁定。现有阶段可以实现二维傅里叶变换光谱中相位稳定的方法分为被动式稳定方法和主动式稳定方法。其中，使用光栅来做分束镜是一种实现被动相位锁定的方法，但是，光栅在分束时会产生较大的角度色散；使用负反馈电路来调节光路中的光程是一种实现主动相位锁定的方法，但是需要额外的干涉仪、反馈电路以及控制器，结构过于复杂。
技术实现思路
本专利技术提供一种被动相位锁定装置，以实现简化装置结构，降低装置搭建成本，降低装置操作难度，同时，使得该被动相位锁定装置可适用于采用可见光作为光源的情况。第一方面，本专利技术实施例提供了一种被动相位锁定装置，该装置包括分束镜单元、光路延迟单元、光路补偿单元以及光路接收单元；其中，分束镜单元包括第一分束镜和第二分束镜，第一分束镜用于将光源发出的光束分为反射光束和透射光束；第二分束镜位于第一分束镜远离光源的一侧，用于将反射光束分为第一反射光束和第一透射光束，将透射光束分为第二反射光束和第二透射光束；光路延迟单元包括第一光路延迟单元、第二光路延迟单元和第三光路延迟单元；光路补偿单元包括第一光路补偿单元和第二光路补偿单元；其中，第一光路延迟单元位于第一分束镜与第二分束镜之间且位于反射光束的传播路径上，用于延迟反射光束；第二光路延迟单元位于第二反射光束的传播路径上，用于延迟第二反射光束；第三光路延迟单元位于第二透射光束的传播路径上，用于延迟第二透射光束；第一光路补偿单元位于第一反射光束的传播路径上，用于补偿第一反射光束；第二光路补偿单元位于第一透射光束的传播路径上，用于补偿第一透射光束；或者，第一光路延迟单元位于第一分束镜与第二分束镜之间且位于透射光束的传播路径上，用于延迟透射光束；第二光路延迟单元位于第一反射光束的传播路径上，用于延迟第一反射光束；第三光路延迟单元位于第一透射光束的传播路径上，用于延迟第一透射光束；第一光路补偿单元位于第二反射光束的传播路径上，用于补偿第二反射光束；第二光路补偿单元位于第二透射光束的传播路径上，用于补偿第二透射光束；光路接收单元用于分别接收第一反射光束、第一透射光束、第二反射光束和第二透射光束。进一步地，该装置还包括第一反射镜和第二反射镜；第一反射镜位于第一分束镜一侧，用于接收反射光束并将反射光束反射至第二分束镜；第二反射镜位于第二分束镜一侧，用于分别接收第一反射光束和第二反射光束，并分别将第一反射光束和第二反射光束反射至光路接收单元。进一步地，第一光路延迟单元包括第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜以及第六反射镜；第二光路延迟单元包括第一光楔对，第一光楔对包括相对设置的第一光楔片和第二光楔片；第三光路延迟单元包括第二光楔对，第二光楔对包括相对设置的第三光楔片和第四光楔片；第一光路补偿单元包括第一补偿片；第二光路补偿单元包括第二补偿片。进一步地，第一光楔片、第二光楔片、第三光楔片和第四光楔片的形状相同，且第一光楔片、第二光楔片、第三光楔片和第四光楔片的楔形角均为α，其中1°≤α≤3°。进一步地，第一补偿片的厚度和第二补偿片的厚底相同，且第一补偿片的厚度与第一光楔片和第二光楔片的厚度之和相同；第一补偿片、第二补偿片、第一光楔片、第二光楔片、第三光楔片以及第四光楔片的材质相同。进一步地，该装置还包括第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜；第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜和第十反射镜位于第一透射光束和第二透射光束的传播路径上，用于调整第一透射光束和第二透射光束的传播路径。进一步地，该装置还包括光谱检测单元，光谱检测单元包括第十一反射镜、光阑和光谱仪，光谱仪位于光阑远离第十一反射镜的一侧；第十一反射镜结构用于接收光路接收单元反射的第一反射光束、第一透射光束、第二反射光束和第二透射光束，并将第一反射光束、第一透射光束、第二反射光束和第二透射光束反射至测试样品上；光阑位于测试样品远离第十一反射镜的一侧，光阑用于透过第一反射光束、第一透射光束以及第二透射光束经测试样品产生的三阶非线性回波信号以及第二反射光束；光谱仪接收三阶非线性回波信号以及第二反射光束，检测三阶非线性回波信号以及第二反射光束产生的干涉光谱。进一步地，第一分束镜与入射至第一分束镜上的光束的夹角为45°；第二分束镜与入射至第二分束镜上的光束的夹角为45°。进一步地，第一分束镜和第二分束镜均包括半反射镀膜面；且第一分束镜和第二分束镜的反射与透射的分光比均为1:1。进一步地，光路接收单元包括凹面镜。本专利技术实施例提供的被动相位锁定装置，通过设置分束镜单元、光路延迟单元、光路补偿单元以及光路接收单元；分束镜单元包括第一分束镜和第二分束镜，第一分束镜用于将光源发出的光束分为反射光束和透射光束；第二分束镜用于将反射光束分为第一反射光束和第一透射光束，将透射光束分为第二反射光束和第二透射光束；光路延迟单元包括第一光路延迟单元、第二光路延迟单元和第三光路延迟单元；光路补偿单元包括第一光路补偿单元和第二光路补偿单元，各光路延迟单元和各光路补偿单元分别位于各光束的传播路径上并用于延迟或者补偿各光束。本专利技术实施例的技术方案，可以实现四个光束的相位锁定以及光程差连续可调，无需像现有技术中需要借助额外的反馈电路、控制器等器件才能实现相位锁定，解决了装置复杂、操作繁琐的问题；同时，光路补偿单元可以补偿由于光脉冲经过光路延迟单元而带来的色散，解决了可见光不适合作为光源的问题，达到了装置结构简单、操作简便以及可使用可见光作为光源的效果。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种被动相位锁定装置结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的另一种被动相位锁定装置结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的又一种被动相位锁定装置结构示意图；图4是楔形对对光束实现时间延迟的原理图；图5是本专利技术实施例提供的再一种被动相位锁定装置结构示意图；图6是图5所示的被动相位锁定装置相位稳定性的测试结果；图7是抽取图6中的波长为800nm的光波的相位稳定性的测试结果。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1是本专利技术实施例提供的一种被动相位锁定装置结构示意图，图2是本专利技术实施例提供的另一种被动相位锁定装置结构示意图。该被动相位锁定装置包括：分束镜单元、光路延迟单元、光路补偿单元以及光路接收单元。分束镜单元包括第一分束镜BS1和第二分束镜BS2；光路延迟单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被动相位锁定装置，其特征在于，包括分束镜单元、光路延迟单元、光路补偿单元以及光路接收单元；其中，所述分束镜单元包括第一分束镜和第二分束镜，所述第一分束镜用于将光源发出的光束分为反射光束和透射光束；所述第二分束镜位于所述第一分束镜远离所述光源的一侧，用于将所述反射光束分为第一反射光束和第一透射光束，将所述透射光束分为第二反射光束和第二透射光束；所述光路延迟单元包括第一光路延迟单元、第二光路延迟单元和第三光路延迟单元；所述光路补偿单元包括第一光路补偿单元和第二光路补偿单元；其中，所述第一光路延迟单元位于所述第一分束镜与所述第二分束镜之间且位于所述反射光束的传播路径上，用于延迟所述反射光束；所述第二光路延迟单元位于所述第二反射光束的传播路径上，用于延迟第二反射光束；所述第三光路延迟单元位于所述第二透射光束的传播路径上，用于延迟所述第二透射光束；所述第一光路补偿单元位于所述第一反射光束的传播路径上，用于补偿所述第一反射光束；所述第二光路补偿单元位于所述第一透射光束的传播路径上，用于补偿所述第一透射光束；或者，所述第一光路延迟单元位于所述第一分束镜与所述第二分束镜之间且位于所述透射光束的传播路径上，用于延迟所述透射光束；所述第二光路延迟单元位于所述第一反射光束的传播路径上，用于延迟第一反射光束；所述第三光路延迟单元位于所述第一透射光束的传播路径上，用于延迟所述第一透射光束；所述第一光路补偿单元位于所述第二反射光束的传播路径上，用于补偿所述第二反射光束；所述第二光路补偿单元位于所述第二透射光束的传播路径上，用于补偿所述第二透射光束；所述光路接收单元用于分别接收所述第一反射光束、所述第一透射光束、所述第二反射光束和所述第二透射光束。...

【技术特征摘要】
1.一种被动相位锁定装置，其特征在于，包括分束镜单元、光路延迟单元、光路补偿单元以及光路接收单元；其中，所述分束镜单元包括第一分束镜和第二分束镜，所述第一分束镜用于将光源发出的光束分为反射光束和透射光束；所述第二分束镜位于所述第一分束镜远离所述光源的一侧，用于将所述反射光束分为第一反射光束和第一透射光束，将所述透射光束分为第二反射光束和第二透射光束；所述光路延迟单元包括第一光路延迟单元、第二光路延迟单元和第三光路延迟单元；所述光路补偿单元包括第一光路补偿单元和第二光路补偿单元；其中，所述第一光路延迟单元位于所述第一分束镜与所述第二分束镜之间且位于所述反射光束的传播路径上，用于延迟所述反射光束；所述第二光路延迟单元位于所述第二反射光束的传播路径上，用于延迟第二反射光束；所述第三光路延迟单元位于所述第二透射光束的传播路径上，用于延迟所述第二透射光束；所述第一光路补偿单元位于所述第一反射光束的传播路径上，用于补偿所述第一反射光束；所述第二光路补偿单元位于所述第一透射光束的传播路径上，用于补偿所述第一透射光束；或者，所述第一光路延迟单元位于所述第一分束镜与所述第二分束镜之间且位于所述透射光束的传播路径上，用于延迟所述透射光束；所述第二光路延迟单元位于所述第一反射光束的传播路径上，用于延迟第一反射光束；所述第三光路延迟单元位于所述第一透射光束的传播路径上，用于延迟所述第一透射光束；所述第一光路补偿单元位于所述第二反射光束的传播路径上，用于补偿所述第二反射光束；所述第二光路补偿单元位于所述第二透射光束的传播路径上，用于补偿所述第二透射光束；所述光路接收单元用于分别接收所述第一反射光束、所述第一透射光束、所述第二反射光束和所述第二透射光束。2.根据权利要求1所述的被动相位锁定装置，其特征在于，还包括第一反射镜和第二反射镜；所述第一反射镜位于所述第一分束镜一侧，用于接收所述反射光束并将所述反射光束反射至所述第二分束镜；所述第二反射镜位于所述第二分束镜一侧，用于分别接收所述第一反射光束和所述第二反射光束，并分别将所述第一反射光束和所述第二反射光束反射至所述光路接收单元。3.根据权利要求2所述的被动相位锁定装置，其特征在于，所述第一光路延迟单元包括第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜以及第六反射镜；所述第二光路延迟单元包括第一光楔对，所述第一光楔对包括相对设置的第一光楔片和第二光楔片；所述第三光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国栋，张春峰，吴雪炜，肖敏，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32