本发明专利技术涉及光学技术领域，涉及一种飞秒激光倍频装置及方法，所述装置包括：飞秒激光器、二倍频晶体和三倍频晶体，所述飞秒激光器与二倍频晶体之间设有用于补偿时间走离效应和空间走离效应的走离效应补偿组件，所述飞秒激光器输出基频红外光依次经过走离效应补偿组件、二倍频晶体和三倍频晶体输出。本发明专利技术通过在飞秒激光器与二倍频晶体之间设置用于补偿时间走离效应和空间走离效应的走离效应补偿组件，对飞秒激光器输出的基频红外光进行时间上和空间上的走离效应补偿，使二倍频晶体和三倍频晶体能够对基频红外光进行高效的倍频，得到光束质量高的三倍频紫外光。束质量高的三倍频紫外光。束质量高的三倍频紫外光。
【技术实现步骤摘要】
一种飞秒激光倍频装置及方法
[0001]本专利技术涉及光学
，更具体地，涉及一种飞秒激光倍频装置及方法。
技术介绍
[0002]紫外波段的的超快激光具有短波长、聚焦光斑较小、单光子能量高和时间分辨率高的优势，被广泛应用于物理化学超快现象、生物医学显微成像和超精细微纳加工等领域。目前，大部分用于研究激光的增益介质的发射波长主要集中于可见光和红外光波段，特别是超短超强脉冲激光器的输出波段主要处于近红外波段，因此，通过将近红外波段的激光通过多次倍频至紫外波段，从而获得紫外波段的激光，以成为研究的焦点。
[0003]现有一种倍频激光器，包括第一反射镜、第二反射镜、增益介质、望远镜模块、偏振元件以及非线性晶体，所述第一反射镜及所述第二反射镜间隔设置形成倍频激光器的谐振腔，偏振元件、增益介质、望远镜模块以及非线性晶体设置于谐振腔中，且望远镜模块设置于增益介质与非线性晶体之间。
[0004]上述倍频激光器在实现频率变换的过程中，由于非线性晶体会存在光束群速失配和光束空间走离效应等现象，从而会导致了倍频效率低以及倍频产生的光束质量差的缺陷。
技术实现思路
[0005]本专利技术为克服现有技术存在的倍频效率低以及倍频产生的光束质量差的缺陷提供一种飞秒激光倍频装置及方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0007]第一个方面，本专利技术提出一种飞秒激光倍频装置，包括：飞秒激光器、二倍频晶体和三倍频晶体，所述飞秒激光器与二倍频晶体之间设有用于补偿时间走离效应和空间走离效应的走离效应补偿组件，所述飞秒激光器输出基频红外光依次经过走离效应补偿组件、二倍频晶体和三倍频晶体输出。
[0008]作为优选的技术方案，所述走离效应补偿组件包括用于改变基频红外光偏振态方向的相位延迟片，以及产生晶体双折射效应的群延迟补偿片，所述相位延迟片设置在所述飞秒激光器和所述群延迟补偿片之间，所述群延迟补偿片设置在所述相位延迟片和所述二倍频晶体之间。
[0009]作为优选的技术方案，所述群延迟补偿片为偏硼酸钡晶体。
[0010]作为优选的技术方案，所述群延迟补偿片的主光面与所述二倍频晶体的主光面相对垂直设置，所述三倍频晶体的主光面和所述二倍频晶体的主光面相对垂直设置。
[0011]作为优选的技术方案，所述二倍频晶体和三倍频晶体之间还设置有偏振分光片。
[0012]作为优选的技术方案，所述飞秒激光器和所述走离效应补偿组件之间还设置有激光放大器。
[0013]作为优选的技术方案，所述二倍频晶体为三硼酸锂晶体，所述三倍频晶体为偏硼
酸钡晶体。
[0014]第二个方面，本专利技术采用如第一个方面任一技术方案所述的飞秒激光倍频装置的飞秒激光倍频方法，包括：
[0015]飞秒激光器输出的基频红外光经过走离效应补偿组件进行时间走离效应补偿和空间走离效应补偿。
[0016]经过时间走离效应补偿和空间走离效应补偿的基频红外光传输至二倍频晶体发生二倍频效应，产生二倍频绿光。
[0017]基频红外光与二倍频绿光传输至三倍频晶体进行和频，产生三倍频紫外光。
[0018]作为优选的技术方案，所述走离效应补偿组件包括相位延迟片和群延迟补偿片；飞秒激光器输出的基频红外光经过所述相位延迟片改变偏振态方向，得到相互垂直的基频红外o光和基频红外e光；o光与e光相互垂直的基频红外光经过所述群延迟补偿片产生晶体双折射效应，对基频红外光进行时间走离效应和空间走离效应的补偿。
[0019]作为优选的技术方案，所述基频红外光与所述二倍频绿光进入三倍频晶体进行和频之前，使用偏振分光片将基频红外o光导出光路。
[0020]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术通过在飞秒激光器与二倍频晶体之间设置用于补偿时间走离效应和空间走离效应的走离效应补偿组件，对飞秒激光器输出的基频红外光进行时间上和空间上的走离效应补偿，使二倍频晶体和三倍频晶体能够对基频红外光进行高效的倍频，得到光束质量高的三倍频紫外光。
附图说明
[0021]图1为本申请实施例中飞秒激光倍频装置结构示意图。
[0022]图2为本申请实施例中走离效应补偿组件进行时间和空间走离的原理图。
[0023]图3为本申请实施例中飞秒激光倍频装置的工作原理图。
[0024]图4为本申请实施例中飞秒激光倍频方法的流程图。
[0025]其中，1
‑
飞秒激光器，2
‑
激光放大器，3
‑
走离效应补偿组件，31
‑
相位延迟片，32
‑
群延迟补偿片，4
‑
二倍频晶体，5
‑
偏振分光片，6
‑
三倍频晶体。
具体实施方式
[0026]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0027]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。
[0028]实施例一
[0029]请参阅图1，本实施例提出一种飞秒激光倍频装置，包括：飞秒激光器1、二倍频晶体4和三倍频晶体6，所述飞秒激光器1与二倍频晶体4之间设有用于补偿时间走离效应和空间走离效应的走离效应补偿组件3，所述飞秒激光器1输出基频红外光依次经过走离效应补偿组件3、二倍频晶体4和三倍频晶体6输出。
[0030]在具体实施过程中，飞秒激光器1输出的基频红外光经过走离效应补偿组件3进行时间走离效应补偿和空间走离效应补偿。经过时间走离效应补偿和空间走离效应补偿的基频红外光传输至二倍频晶体4发生二倍频效应，产生二倍频绿光。基频红外光与二倍频绿光传输至三倍频晶体6进行和频，产生三倍频紫外光。
[0031]本实施例所提出的飞秒激光倍频装置，通过在飞秒激光器1与二倍频晶体4之间设置用于补偿时间走离效应和空间走离效应的走离效应补偿组件3，对飞秒激光器1输出的基频红外光进行时间上和空间上的走离效应补偿，使二倍频晶体4和三倍频晶体6能够对基频红外光进行高效的倍频，得到光束质量高的三倍频紫外光。
[0032]实施例二
[0033]本实施例在实施例一提出的飞秒激光倍频装置上作出改进。
[0034]本实施例中，飞秒激光器1输出能量为3mJ、脉宽为300
‑
500fs量级的1030nm基频红外光。
[0035]如图2所示，图2为走离效应补偿组件3进行时间和空间走离的原理图，本实施例中，所述走离效应补偿组件3包括用于改变基频红外光偏振态方向的相位延迟片31，以及产生晶体双折射效应的群延迟补偿片32，所述相位延迟片31设置在所述飞秒激光器1和所述群延迟补偿片32之间，所述群延迟补偿片32设置在所述相位延迟片31和所述二倍频晶体4之间。
[0036]本实施例中，所述群延迟补偿片32为偏硼酸钡晶体(BBO晶体)。
[0037]本实施例中，所述二倍频晶体4为三硼酸锂晶体(LBO晶体)，所述三倍频晶体6为偏硼本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种飞秒激光倍频装置，其特征在于，包括：飞秒激光器(1)、二倍频晶体(4)和三倍频晶体(6)，所述飞秒激光器(1)与二倍频晶体(4)之间设有用于补偿时间走离效应和空间走离效应的走离效应补偿组件(3)，所述飞秒激光器(1)输出基频红外光依次经过走离效应补偿组件(3)、二倍频晶体(4)和三倍频晶体(6)输出。2.根据权利要求1所述的飞秒激光倍频装置，其特征在于，所述走离效应补偿组件(3)包括用于改变基频红外光偏振态方向的相位延迟片(31)，以及产生晶体双折射效应的群延迟补偿片(32)，所述相位延迟片(31)设置在所述飞秒激光器(1)和所述群延迟补偿片(32)之间，所述群延迟补偿片(32)设置在所述相位延迟片(31)和所述二倍频晶体(4)之间。3.根据权利要求2所述的飞秒激光倍频装置，其特征在于，所述群延迟补偿片(32)为偏硼酸钡晶体。4.根据权利要求2所述的飞秒激光倍频装置，其特征在于，所述群延迟补偿片(32)的主光面与所述二倍频晶体(4)的主光面相对垂直设置，所述三倍频晶体(6)的主光面和所述二倍频晶体(4)的主光面相对垂直设置。5.根据权利要求1所述的飞秒激光倍频装置，其特征在于，所述二倍频晶体(4)和三倍频晶体(6)之间还设置有偏振分光片(5)。6.根据权利要求1所述的飞秒激光倍频装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙敬华，黄俊杰，
申请(专利权)人：海松光电科技东莞有限公司，
类型：发明
国别省市：
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