一种啁啾脉冲压缩装置和激光器制造方法及图纸

本申请提供了一种啁啾脉冲压缩装置和激光器，该装置包括以下部件：平移屋脊棱镜与光栅相对间隔且各角度均全反射设置；反射镜组件包括多个均位于光栅和平移屋脊棱镜之间的反射镜；入射光线射至光栅后经光栅衍射形成沿第一方向射向反射镜组件的第一光线，第一光线经反射镜组件多次反射和平移屋脊棱镜基准面位置平移后，反射回所述反射镜组件再经多次反射后，沿与第一方向相对法向对称的方向返回射入光栅，再经光栅二次衍射后形成满足光栅衍射条件的第二光线。本申请提供的啁啾脉冲压缩装置可提高光栅栅区利用率、增加可压缩脉宽从而提高脉冲输出单脉冲能量并降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种啁啾脉冲压缩装置和激光器
本申请属于激光装置
，更具体地说，是涉及一种啁啾脉冲压缩装置和激光器。
技术介绍
目前，达到飞秒或皮秒级别的高功率大脉冲能量超快激光器凭借其脉宽较窄、单脉冲能量大、重复频率高等特点，在精密微加工、生物医疗及科研等领域均有广泛应用。为了获得高功率大脉冲能量超快激光器，业内通常采用啁啾脉冲放大技术(ChirpedPulseAmplification，CPA)。该技术先将种子脉宽展宽至百皮秒或纳秒级别后，通过放大级增加平均功率，然后再进一步通过啁啾脉冲压缩装置将脉宽压缩至飞秒或皮秒级别。在此，激光的展宽脉宽的大小是决定超快激光器单脉冲能量和峰值功率的重要因素，即展宽脉宽越宽，同样峰值功率下可获取的激光单脉冲能量越高、压缩后的峰值功率越大。然而，激光脉宽越宽，在啁啾脉冲压缩装置里经过光栅衍射后的光斑尺寸就越大。由于啁啾脉冲压缩装置的尺寸影响，尤其是光栅栅区利用率的限制，现有的啁啾脉冲压缩装置不但成本较高，其设计也会导致可压缩的脉宽受限制，进而导致超快激光器的单脉冲能量和峰值功率无法进一步增加。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种啁啾脉冲压缩装置，以解决现有技术中存在的啁啾脉冲压缩装置中光栅的栅区利用率较低，尺寸较大，成本较高的技术问题。为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种啁啾脉冲压缩装置，包括：光栅；平移屋脊棱镜，所述平移屋脊棱镜的反射面呈与所述光栅的刻线平面相对间隔且各个入射角均全反射设置；以及，反射镜组件，所述反射镜组件包括多个反射镜，多个所述反射镜均位于所述光栅和所述平移屋脊棱镜之间；其中，以入射光线射入所述光栅后的光路所在平面为基准面，所述基准面与所述光栅的刻线平面垂直，且所述基准面上与所述光栅的刻线平面垂直的线为法线；入射光线射至所述光栅后经所述光栅衍射形成沿第一方向射向所述反射镜组件的第一光线，所述第一光线经所述反射镜组件的多次反射，经由所述平移屋脊棱镜沿所述基准面位置平移后，反射回所述反射镜组件，经所述反射镜组件再次多次反射后，最终由其中一所述反射镜反射后沿与所述第一方向相对所述法线对称的方向返回射入所述光栅，再经所述光栅二次衍射后形成与所述第一光线均满足所述光栅衍射条件的第二光线。可选地，所述反射镜组件包括两个反射镜，两个反射镜分别为反射面平行相对设置的第一反射镜和第二反射镜，所述光栅位于所述第一反射镜所在的平面和所述第二反射镜所在的平面之间，且所述第一反射镜和所述第二反射镜均与所述光栅的刻线平面垂直。可选地，所述平移屋脊棱镜具有相互垂直的第一反射面和第二反射面，且所述第一反射面和所述第二反射面均呈各角度全反射设置，所述第一反射面与所述光栅的刻线平面平行，所述第二反射面与所述第一反射镜以及所述第二反射镜均平行。可选地，所述第一反射镜和所述第二反射镜均呈各角度全反射设置。可选地，以所述第一光线和所述第二光线的光路所在的同一个平面为基准面，以与所述基准面垂直的直线为Z轴；所述啁啾脉冲压缩装置还包括抬高屋脊棱镜，所述第二光线射入所述抬高屋脊棱镜，并经所述抬高屋脊棱镜二次反射后形成第三光线，所述第三光线相对所述第二光线沿所述与所述基准面垂直的方向移动预设距离，并沿与所述第二光线相反的方向再次射入所述光栅。可选地，所述光栅为透射型光栅时，所述抬高屋脊棱镜设于所述光栅背离所述平移屋脊棱镜的一侧；所述光栅为反射型光栅时，所述抬高屋脊棱镜设于所述光栅与所述第二反射镜之间。可选地，以所述基准面与所述光栅的刻线平面的相交线为X轴，以所述基准面上与所述X轴垂直的直线为Y轴；所述平移屋脊棱镜、所述第二反射镜以及所述抬高屋脊棱镜均可在所述X轴上相对所述光栅移动，以及所述平移屋脊棱镜、所述第二反射镜以及所述抬高屋脊棱镜均可在所述Y轴方向上相对所述光栅移动；所述平移屋脊棱镜可绕所述Z轴转动，所述抬高屋脊棱镜可绕所述Z轴转动；所述抬高屋脊棱镜可相对所述光栅沿所述Z轴移动。本申请还提出一种激光器，包括如前所述的啁啾脉冲压缩装置。本申请提供的啁啾脉冲压缩装置的有益效果在于：由于在光栅和平移屋脊棱镜之间设有多个反射镜，且第一光线经反射镜组件的多次反射、平移屋脊棱镜沿基准面位置平移以及反射镜组件的多次反射后，能够以沿与第一方向相对法线对称的方向返回射入光栅中，故这种通过与第一光线对称入射光栅的方式，就能克服传统压缩系统光栅栅区由于入射发散角及位置平移造成的无法利用的缺陷而提高光栅的栅区利用率，进而增加可允许压缩的最大脉宽，增加了激光器的单脉冲能量；同时，通过反射镜组件的多次反射，从而可节约本啁啾脉冲压缩装置的空间，减小其尺寸，进而达到了降低激光器的成本以及极大提高激光器的单脉冲能量的目的。换言之，相较于传统的单光栅压缩系统设计，本申请的技术方案采用可使第一光线相对法向对称的方向返回射入光栅的反射镜组件，一方面可来实现高的脉冲能量、脉宽可调、低成本的激光器；另一方面，克服了传统的单光栅压缩系统尺寸较大的缺点，可极大的提高激光器的的脉冲能量，降低激光器的成本。当然，相较于传统的双光栅压缩系统，本申请只需一个光栅就可达到性能改善目的，可以省去另一个价格昂贵的光栅，同时克服双光栅系统尺寸大的问题，极大地节省了成本。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的单光栅压缩装置的光路结构示意图；图2为现有技术中的双光栅压缩装置的结构示意图；图3为本申请实施例提供的啁啾脉冲压缩装置的结构示意图；图4为本申请实施例提供的啁啾脉冲压缩装置中的光栅全覆盖结构示意图；图5为本申请实施例提供的啁啾脉冲压缩装置的其他部件相对光栅移动和转动的各个方向示意图；图6为本申请另一实施例提供的啁啾脉冲压缩装置的光路结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称11入射光线12第一光线13第二光线2光栅3平移屋脊棱镜4抬高屋脊棱镜5第一反射镜6第二反射镜具体实施方式为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种啁啾脉冲压缩装置，其特征在于，包括：/n光栅；/n平移屋脊棱镜，所述平移屋脊棱镜的反射面呈与所述光栅的刻线平面相对间隔且各个入射角均全反射设置；以及，/n反射镜组件，所述反射镜组件包括多个反射镜，多个所述反射镜均位于所述光栅和所述平移屋脊棱镜之间；/n其中，以入射光线射入所述光栅后的光路所在平面为基准面，所述基准面与所述光栅的刻线平面垂直，且所述基准面上与所述光栅的刻线平面垂直的线为法线；入射光线射至所述光栅后经所述光栅衍射形成沿第一方向射向所述反射镜组件的第一光线，所述第一光线经所述反射镜组件的多次反射，经由所述平移屋脊棱镜沿所述基准面位置平移后，反射回所述反射镜组件，经所述反射镜组件再次多次反射后，最终由其中一所述反射镜反射后沿与所述第一方向相对所述法线对称的方向返回射入所述光栅，再经所述光栅二次衍射后形成满足所述光栅衍射条件的第二光线。/n

【技术特征摘要】
1.一种啁啾脉冲压缩装置，其特征在于，包括：
光栅；
平移屋脊棱镜，所述平移屋脊棱镜的反射面呈与所述光栅的刻线平面相对间隔且各个入射角均全反射设置；以及，
反射镜组件，所述反射镜组件包括多个反射镜，多个所述反射镜均位于所述光栅和所述平移屋脊棱镜之间；
其中，以入射光线射入所述光栅后的光路所在平面为基准面，所述基准面与所述光栅的刻线平面垂直，且所述基准面上与所述光栅的刻线平面垂直的线为法线；入射光线射至所述光栅后经所述光栅衍射形成沿第一方向射向所述反射镜组件的第一光线，所述第一光线经所述反射镜组件的多次反射，经由所述平移屋脊棱镜沿所述基准面位置平移后，反射回所述反射镜组件，经所述反射镜组件再次多次反射后，最终由其中一所述反射镜反射后沿与所述第一方向相对所述法线对称的方向返回射入所述光栅，再经所述光栅二次衍射后形成满足所述光栅衍射条件的第二光线。


2.如权利要求1所述的啁啾脉冲压缩装置，其特征在于，所述反射镜组件包括两个反射镜，两个反射镜分别为反射面平行相对设置的第一反射镜和第二反射镜，所述光栅位于所述第一反射镜所在的平面和所述第二反射镜所在的平面之间，且所述第一反射镜和所述第二反射镜均与所述光栅的刻线平面垂直。


3.如权利要求2所述的啁啾脉冲压缩装置，其特征在于，所述平移屋脊棱镜具有相互垂直的第一反射面和第二反射面，且所述第一反射面和所述第二反射面均呈各角度全反射设置，所述第一反射面与所述光栅的刻线平面平行，所述第二反射面与所述第一反射镜以及所述第二反射镜均平行。

【专利技术属性】
技术研发人员：李云亭，吴朝辉，谢晓华，吴光辉，陈乐，岳超瑜，
申请(专利权)人：深圳市欧凌镭射科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44