基于单透射光栅的超快激光展宽压缩器制造技术

本申请涉及基于单透射光栅的超快激光展宽压缩器，用于实现超快激光的展宽与压缩，包括本体。所述本体内腔设置支撑板，支撑板上端设置第一爬高镜、光栅、平凸透镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜和空心直角反射镜；激光通过第一爬高镜穿过光栅后，依照展宽路线反射，在此过程中经由空心直角反射镜实现将光路平移预设长度，平移后的光路再按原反射路径反射，实现展宽后的出射光线与入射光线高度相同。随后经过外部放大处理再次进入腔体内部，通过腔内设置的第五反射镜和第六反射镜穿透光栅至折叠镜，再由折叠镜导入折返镜后，反射至第二爬高镜后再按原反射路径反射。通过在展宽过程中增设一个空心直角反射镜，利用透镜的弧矢面的对称成像，将光路平移，在控制装置体积的同时，将展宽量翻倍。将展宽量翻倍。将展宽量翻倍。

【技术实现步骤摘要】
基于单透射光栅的超快激光展宽压缩器


[0001]本申请涉及超快激光领域，尤其涉及一种基于单透射光栅的超快激光展宽压缩器。

技术介绍

[0002]在超快激光领域中，激光脉冲的峰值功率密度是光学元件损伤阈值的关键性参数，峰值功率密度越高，光学元件的损伤越大。其中，峰值功率密度＝单脉冲能量/(脉冲宽度*光斑面积)，当激光的单脉冲能量和光斑大小确定时，脉冲的时间宽度越短，其峰值功率密度就越高。啁啾脉冲放大技术通过使用色散元件先将振荡器产生的小能量超短脉冲激光做时域上的展宽，然后通过激光增益介质对展宽后的脉冲放大，最后使用与展宽色散反号的元件对放大后的脉冲进行压缩，有效降低了放大过程中激光脉冲的峰值功率密度。
[0003]目前，提供色散的光学元件可以根据不同激光系统对色散量的需求，组合成与色散相匹配的展宽器与压缩器，包括高色散玻璃展宽和棱镜对压缩、光栅对展宽和光栅对压缩、啁啾布拉格光栅展宽和光栅对压缩、高色散玻璃展宽和棱栅对压缩等，其中基于光栅对展宽和压缩的组合结构提供的色散量大、设计灵活性强，被广泛的应用在实践中，尤其是基于单透射光栅的展宽压缩器，仅需要一块光栅即可同时满足展宽器和压缩器的需求。
[0004]传统的单透射光栅展宽压缩器应用在1
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2nm带宽的啁啾放大系统中，为了保证足够的色散量，整个装置的尺寸非常大，稳定性也会随之降低。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提出了一种基于单透射光栅的超快激光展宽压缩器，在展宽过程中增设一个空心直角反射镜，利用透镜的弧矢面的对称成像，将光路平移，按原反射路径再次反射，可在控制装置体积的同时，将展宽量翻倍。
[0006]根据本申请的一方面，提供了一种基于单透射光栅的超快激光展宽压缩器，用于实现超快激光的展宽与压缩，包括本体；
[0007]所述本体内腔设置支撑板，所述支撑板上端设置第一爬高镜、光栅、平凸透镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜和空心直角反射镜；所述本体前端开设第一入射孔；
[0008]所述第一爬高镜设置在靠近所述第一入射孔位置处，所述光栅设置在所述第一爬高镜后端，且与所述第一爬高镜之间具有预设角度；
[0009]激光通过所述光栅导入所述平凸透镜，穿过所述平凸透镜后至所述第一反射镜，由所述第一反射镜反射至所述第二反射镜，并由所述第二反射镜依次反射回所述第一反射镜、所述平凸透镜、所述光栅和所述第一爬高镜，在所述第一爬高镜、所述光栅、所述第一反射镜和所述第二反射镜之间多次反射后，通过所述光栅导入所述第三反射镜，由所述第三反射镜导入所述第四反射镜反射后，导入所述空心直角反射镜，经由所述空心直角反射镜平移预设长度后，再导入所述第四反射镜；
[0010]所述支撑板上端还设置第五反射镜、第六反射镜、第二爬高镜，所述支撑板上下两端对称装设折叠镜，所述支撑板下端设置折返镜；所述本体旁侧开设第二入射孔；
[0011]经放大后的激光由所述第二入射孔导入所述第五反射镜，经由所述第五反射镜反射后进入所述第六反射镜，由所述第六反射镜反射至所述光栅后，进入所述折叠镜，通过所述折叠镜反射至所述折返镜，经由所述折返镜前后的光路，在水平方向上产生一定位移，再依次反射回所述折叠镜和所述光栅，穿过所述光栅后由所述第二爬高镜爬高预设高度；
[0012]所述本体前端还开设出射孔，所述出射孔与所述第一入射孔相对设置。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述光栅与所述第一爬高镜之间的预设角度为60.9
°
。
[0014]在一种可能的实现方式中，所述平凸透镜中心至所述支撑板的垂直距离为36mm。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述第三反射镜的最上端至所述支撑板的垂直距离为35mm。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述第二入射孔设置在所述本体一侧靠近所述本体前端位置处，且位于所述光栅斜前侧。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述折叠镜上部与所述支撑板间的预设夹角为45
°
，所述折叠镜下部与所述支撑板间的预设夹角也为45
°
。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述折返镜与所述折叠镜下部同轴设置，且所述折返镜左右两侧镜片在水平方向上呈90
°
。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述支撑板下端还设置有位移台，所述位移台与所述折返镜螺接固定。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述第五反射镜的镜高低于所述第六反射镜。
[0021]在一种可能的实现方式中，所述出射孔设置在所述本体前端接近所述第二入射孔处。
[0022]本申请实施例的基于单透射光栅的超快激光展宽压缩器的有益效果：激光穿过腔内设置的光栅衍射后，在装置内如光栅等镜件之间多次反射来进行展宽。在展宽过程中增设一个空心直角反射镜，可使展宽一次后的光束沿水平方向平移5mm并反向传播，再次重复上一次光路展宽，即在控制装置体积的同时增加了一倍展宽量。展宽后的出射激光与入射激光等高输出装置外部，输出光线在外部放大后再次进入装置内部，并由压缩器光路进行压缩来获得最佳色散补偿。激光展宽一次即在同一光栅上发生四次衍射，组成两个光栅对，相当于携带两倍于等效光栅对的色散量，而空心直角发射镜将光路平移使得激光可展宽两次，使得携带四倍于等效光栅对的色散量，将展宽量翻倍的同时缩小体积，节约成本。
[0023]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
[0024]包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。
[0025]图1示出本申请实施例的基于单透射光栅的超快激光展宽压缩器的光学示意图；
[0026]图2示出本申请实施例的基于单透射光栅的超快激光展宽压缩器的内部结构俯视图；
[0027]图3示出本申请实施例的基于单透射光栅的超快激光展宽压缩器的内部结构仰视图。
具体实施方式
[0028]以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0029]其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0030]此外，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单透射光栅的超快激光展宽压缩器，用于实现超快激光的展宽与压缩，其特征在于，包括本体；所述本体内腔设置支撑板，所述支撑板上端设置第一爬高镜、光栅、平凸透镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜和空心直角反射镜；所述本体前端开设第一入射孔；所述第一爬高镜设置在靠近所述第一入射孔位置处，所述光栅设置在所述第一爬高镜后端，且与所述第一爬高镜之间具有预设角度；激光通过所述光栅导入所述平凸透镜，穿过所述平凸透镜后至所述第一反射镜，由所述第一反射镜反射至所述第二反射镜，并由所述第二反射镜依次反射回所述第一反射镜、所述平凸透镜、所述光栅和所述第一爬高镜，在所述第一爬高镜、所述光栅、所述第一反射镜和所述第二反射镜之间多次反射后，通过所述光栅导入所述第三反射镜，由所述第三反射镜导入所述第四反射镜反射后，导入所述空心直角反射镜，经由所述空心直角反射镜平移预设长度后，再导入所述第四反射镜；所述支撑板上端还设置第五反射镜、第六反射镜、第二爬高镜，所述支撑板上下两端对称装设折叠镜，所述支撑板下端设置折返镜；所述本体旁侧开设第二入射孔；经放大后的激光由所述第二入射孔导入所述第五反射镜，经由所述第五反射镜反射后进入所述第六反射镜，由所述第六反射镜反射至所述光栅后，进入所述折叠镜，通过所述折叠镜反射至所述折返镜，经由所述折返镜前后的光路，在水平方向上产生一定位移，再依次反射回所述折叠镜和所述光栅，穿过所述光栅后由所述第二爬高镜爬高预设高度；所述本体前端还开设出射孔，所述出射孔与所述第一入射孔相对设置。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：王睿，刘成，程鑫鑫，
申请(专利权)人：上海镱镭飞秒激光技术有限公司，
类型：新型
国别省市：