利用达曼光栅对产生多脉冲的装置制造方法及图纸

一种利用达曼光栅对产生多脉冲的装置，其构成包括一主光栅，该主光栅为１ｘｎ反射式达曼光栅，其中ｎ为正整数，距离该主光栅Ｌ处，在其中垂的法线的两侧，在相应衍射级次的衍射光方向，对称地设有ｎ／２块反射式补偿光栅，分别称为一级达曼光栅，三级达曼光栅，五级达曼光栅，……，各个级次的两块达曼光栅之间的距离为ｂ，所述的主光栅的周期为ｄ，三级达曼光栅的周期为ｄ／３，五级达曼光栅的周期为ｄ／５……；在主光栅的两侧与所述的补偿光栅的工作面相距ｓ处，分别有第一全反射镜和第二全反射镜，还有将输出光与输入光分开的机构。本发明专利技术该装置可对正啁啾的脉冲实现压缩并形成同波长的脉冲间隔可调的多脉冲。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及达曼光栅，特别是一种利用达曼光栅对产生多脉冲的装置技术背景通常情况下，光栅对作为一种具有负色散性质的器件被用于激光脉冲的压缩。所采用的光栅大多是高密度光栅(1000线/mm-2000线/mm)，光栅的制作难度比较大，成本高；并且该装置产生不了多脉冲；普通光栅会造成各衍射级次的强度差别很大，应用在我们下边提到的装置中也很难得到多脉冲。产生双脉冲的常见方法是通过迈克耳逊干涉仪，也有双波长的双脉冲装置，但他们都不能对输入脉冲压缩。线密度过低的达曼光栅(小于10线/mm)，对脉冲没有压缩效应；线密度过大(大于100线/mm)，就成为高密度光栅，制作难度和成本问题就又显现出来。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种利用达曼光栅对产生多脉冲的装置，该装置应可得到同波长的多脉冲，脉冲的间隔是可调的，而且对正啁啾的脉冲有压缩效果。要求制作比较容易，成本也比较低。本专利技术的技术解决方案如下一种利用达曼光栅对产生多脉冲的装置，其构成包括一主光栅，该主光栅为1xn反射式达曼光栅，其中n为正整数，距离该主光栅L处，在其中垂的法线的两侧，在相应衍射级次的衍射光方向，对称地设有n/2块反射式补偿光栅，分别称为一级达曼光栅，三级达曼光栅，五级达曼光栅，……，各个级次的两块达曼光栅之间的距离为b，所述的主光栅的周期为d，三级达曼光栅的周期为d/3，五级达曼光栅的周期为d/5……；在主光栅的两侧与所述的补偿光栅的工作面相距s处，分别有第一全反射镜和第二全反射镜，所述的L及b，s应满足下列关系式L≥2D·d/(4λ0-(m+|m-2|)·Δλ)b＝2Ltgα s≥Φctgα式中d-主光栅的周期，λ0-输入激光的中心波长，Δλ-输入激光带宽，D-入射光束直径，m-衍射级次，α-主光栅的正或负m级衍射光的衍射角；Φ-第一全反射镜、第二全反射镜的直径；还有将输出光与输入光分开的机构。所述的将输出光与输入光分开的机构是第一全反射镜和第二全反射镜与补偿光栅的反射面具有一夹角θ，且θ＜5。所述的将输出光与输入光分开的机构是在主光栅的法线上，即沿入射光线方向上，依次设置有与光路成45°的偏振介质模板(4)和1/4波片(5)，该偏振介质模板(4)对45°入射的P偏振光全透射，而对S偏振光全反射。所述的n＝2。所述的补偿光栅中，有一个或多个补偿光栅置于微动台上。所述的达曼光栅的密度为10线/mm-100线/mm。本专利技术的技术效果经实验表明由于本专利技术通过选择了合适线密度(10线/mm-100线/mm)的达曼光栅，利用达曼光栅输出各衍射级次等光强的性质，得到了同波长的多脉冲，脉冲的间隔是可调的，并且可以对正啁啾的脉冲实现压缩。由于所采用的达曼光栅的线密度不高，比较容易制作，成本也比较低。本专利技术装置在飞秒激光加工，脉冲整形等领域有很好的应用前景，而双脉冲在飞秒激光测量领域也有着应用。附图说明图1是本专利技术装置原理结构示意2是本专利技术实施例1的结构示意3是本专利技术实施例2的结构示意4是本专利技术实施例3的结构示意5是本专利技术实施例4的结构示意6是本专利技术实施例5的结构示意图具体实施方式先请参阅图1，图1是本专利技术装置结构示意图，由图可见，本专利技术利用达曼光栅对产生多脉冲的装置，包括一主光栅1，该主光栅1为1xn反射式达曼光栅，其中n为正整数，距离该主光栅1L处，在其中垂的法线的两侧，在相应的衍射级次的衍射光方向，对称地分设有n/2块反射式补偿光栅21，23，25，…2(n-1)；31，33，35，…3(n-1)，分别称为一级达曼光栅21，31，三级达曼光栅23，33，五级达曼光栅25，35，……，各个级次的两块达曼光栅之间的距离为b，所述的主光栅1的周期为d，三级达曼光栅23，33的周期为d/3，五级达曼光栅25，35的周期为d/5……；在主光栅1的两侧与所述的补偿光栅的工作面相距s处，分别有第一全反射镜2和第二全反射镜3，所述的L及b，s应满足下列关系式L≥2D·d/(4λ0-(m+|m-2|)·Δλ)b＝2Ltgαs≥Φctgα式中d-主光栅1的周期，λ0-输入激光的中心波长，Δλ-输入激光带宽，D-入射光束直径，m-衍射级次，α-主光栅1的正或负m级衍射光的衍射角；Φ-第一全反射镜、第二全反射镜的直径；还有将输出光与输入光分开的机构。为了使不同的衍射级次分开，L有一最小值Lmin＝2D·d/(4λ0-(m+|m-2|)·Δλ)，同一衍射级次的两块光栅之间的距离b不是任意的，b＝2Ltgα；主光栅1和一级达曼光栅21，31，三级达曼光栅23，33，五级达曼光栅25，35……的法线方向平行。补偿后的光分别入射到第一全反射镜2和第二全反射镜3，经反射后的光按原路返回，得到的输出光即为多脉冲。当第一全反射镜2和第二全反射镜3的直径Φ一定时，该第一全反射镜2、第二全反射镜3和一级达曼光栅21，31，三级达曼光栅23，33，五级达曼光栅25，35……之间的距离s也不是任意的，s太小会阻碍主光栅1的衍射光，所以有一个最小值smin＝Φctgα。我们以双脉冲，四脉冲，六脉冲为例对本专利技术作进一步描述。我们分别采用1×2，1×4，1×6偶数反射式达曼光栅作主光栅1。实施例1如图2所示，主光栅1是1×2反射式达曼光栅，周期为25μm，与其相距30cm处放置两块完全相同的1×2反射式一级达曼光栅21，31作为补偿光栅；两块一级达曼光栅21，31的对称轴在主光栅1的法线上，主光栅1和一级达曼光栅21，31的法线方向平行。二者的中心水平距离为2cm。在距一级达曼光栅21，31 35cm的地方放置第一全反射镜2和第二全反射镜3；具有正啁啾的激光脉冲正入射到主光栅1，其正负一级衍射光分别入射到一级达曼光栅21，31；反射光被第一全反射镜2和第二全反射镜3反射，第一全反射镜2和第二全反射镜3的表面和铅垂线有一个很小的夹角(小于5。)θ；则经过反射镜前后的光有2θ的夹角，以实现出射光和入射光空间上的分离；最终出射光和入射光也有2θ的夹角。其中我们通过采用行程12.5cm，最小分辨率为1μm，最小读数为10μm的微动台来移动一级达曼光栅21，31，通过调节他们，我们可以实现双脉冲之间间隔的任意可调。通过对达曼光栅周期的选择，可以实现对具有不同正啁啾量的激光脉冲的压缩。实施例2我们可以采用另一种方式使输入光和输出光分开。如图3所示，在主光栅1的法线上，即沿入射光线方向上，依次设置有与光路成45°的偏振介质模板4和1/4波片5，该偏振介质模板4对45°入射的P偏振光全透，而对S偏振光全反。如果入射光是p偏振的，那么输出光由于两次经过1/4波片5，会变成s偏振。使p偏振光透射，s偏振光45°全反射，就实现了输出光和输入光的分离。实施例3本实施例和实施例2的结构基本相同，如图4所示，当第一全反射镜2和第二全反射镜3的直径Φ一定时，他们和一级达曼光栅21，31之间的距离s不是任意的，s太小会阻碍主光栅1的衍射光，所以有一个最小值smin＝Φctgα；α是所采用的达曼光栅正负一级的衍射角。实验中由标准的二次谐波频率分辨光学开关装置测得的输入脉冲是啁啾量为0.00031rad/fs，输入脉冲88.5fs，输出脉冲为46.2fs的双脉冲，具有明显的脉冲压缩，通过调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用达曼光栅对产生多脉冲的装置，其特征在于构成是：包括一主光栅（１），该主光栅为１×ｎ反射式达曼光栅，其中ｎ为正整数，距离该主光栅（１）Ｌ处，在其中垂的法线的两侧，在相应衍射级次的衍射光方向，对称地设有ｎ／２块反射式补偿光栅（２１，２３，２５，…２（ｎ－１）；３１，３３，３５，…３（ｎ－１），分别称为一级达曼光栅（２１，３１），三级达曼光栅（２３，３３），五级达曼光栅（２５，３５），……，各个级次的两块达曼光栅之间的距离为ｂ，所述的主光栅（１）的周期为ｄ，三级达曼光栅（２３，３３）的周期为ｄ／３，五级达曼光栅（２５，３５）的周期为ｄ／５……；在主光栅（１）的两侧与所述的补偿光栅的工作面相距ｓ处，分别有第一全反射镜（２）和第二全反射镜（３），所述的Ｌ及ｂ，ｓ应满足下列关系式：Ｌ≥２Ｄ.ｄ／（４λ↓［０ ］－（ｍ＋｜ｍ－２｜）.Δλ）ｂ＝２Ｌｔｇαｓ≥Φｃｔｇα式中：ｄ－主光栅（１）的周期，λ↓［０］－输入激光的中心波长，Δλ－输入激光带宽，Ｄ－入射光束直径，ｍ－衍射级次， α－主光栅（１）的正或负ｍ级衍射光的衍射角；Φ－第一全反射镜、第二全反射镜的直径；还有将输出光与输入光分开的机构。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白冰，周常河，戴恩文，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]