本发明专利技术涉及一种高功率飞秒脉冲激光器，所述激光器包括：能够产生具有包络频率和载波频率的一串输入激光脉冲的源；啁啾脉冲放大装置；以及用于控制在输出激光脉冲的包络频率和载波频率之间的相漂移的装置。根据本发明专利技术，所述用于控制在包络频率与载波频率之间的相漂移的装置包括电光相位调制装置，该电光相位调制装置放置在啁啾脉冲放大装置的光路上以便稳定作为时间的函数的在输出激光脉冲的包络频率与载波频率之间的相漂移。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种高功率飞秒脉冲激光器，所述激光器包括：能够产生具有包络频率和载波频率的一串输入激光脉冲的源；啁啾脉冲放大装置；以及用于控制在输出激光脉冲的包络频率和载波频率之间的相漂移的装置。根据本专利技术，所述用于控制在包络频率与载波频率之间的相漂移的装置包括电光相位调制装置，该电光相位调制装置放置在啁啾脉冲放大装置的光路上以便稳定作为时间的函数的在输出激光脉冲的包络频率与载波频率之间的相漂移。【专利说明】
本专利技术的领域涉及超短脉冲激光器(飞秒(毫微微秒，femtosecond)时段)。更确切地，本专利技术涉及飞秒(fs)脉冲激光，其由载波频率和包络频率表征。更加确切地，本专利技术涉及用于稳定在飞秒激光脉冲串的载波频率和包络频率之间的相漂移的装置。
技术介绍
大约20年以来，短脉冲激光器的研究和发展经历了显著的进步。当前，所获得的脉冲持续时间属于飞秒域。并行地，啁啾(chirped)脉冲放大技术的发展(D.Strickland, G.Mourou-Compression of amplifiedchirped optical pulses〃Optics communications, vol.55，issue6，150ctoberl985，p.447_449&0ptics communications,vol.56，issue3，lDecemberl985，p219_221)允许研究非常高的、拍它瓦(petaWatt)量级的峰值功率。关于这种类型的源的研究轴之一涉及在图1中示意性示出的包络与载波之间的所谓的相漂移现象。来自激光器的光波是电磁波，其电场可以用给定频率的波——载波(50)与包络函数(60)的乘积表示。载波(50)的频率直接与激光的波长相关，而包络(60)允许表征脉冲的持续时间以及脉冲重复频率(f_)。包络(60)的传播速度被称为群速度并且对应于能量的传播速度。载波频率(50)的速度称为相速度。在分散介质中，群速度和相速度通常彼此不同，这会引起包络内的载波震荡的时间漂移(比较图1)。对于相对“长”的脉冲持续时间，即，例如纳秒量级的脉冲持续时间，每个脉冲包含非常高数量的光学周期(在可见光谱内为3.1O5个周期的量级)，并且在载波频率与包络频率之间的漂移没有显著的结果。在超短激光脉冲的情况下，相反，光学周期的数量不是很高(比较图1)，并且包络中载波的时间位置可能对某些对电场敏感但是对场包络不敏感的物理现象具有显著的结果(A.Baltuska 等 “Attosecond control of electronic processesby intense light fields”Nature421_2003)。如果对于给定脉冲，电场的最大值与包络的最大值的位置一致，则在后面的脉冲处可能不会这样。这种时移对应于载波的相移Λ φ并且其也由首字母缩拼词CEP (载波包络相位)指定。该相移△ Φ可以根据激光的光路上的各种来源的微扰(振动、材料的折射率的变化)的发生随时间改变。作为时间的函数的该相移△ Φ的变化，即-CEP变化，被称为“包络频率与载波频率之间的相位漂移”。这在例如Nisoli等的出版物中说明，该出版物描述了对于持续时间包含在5-7fs之间的脉冲，逐个脉动地(shotby shot)测量 CEP 的随机变化("Effects of Carrier-Envelope Phase Differencesof Few-Optical-Cycle Light Pulses in Single-Shot High-Order-HarmonicSpectra〃Phys.Rev.Letters, Vol.91，n ° 21，2003)。在 Z.Chang 的出版物中描述了另一个例子(〃Carrier_envelope phase shift caused by grating-based stretchers andcompressors〃Applied Optics, vol.45，n° 32，2006)，其中评估了基于衍射格栅的扩展器或压缩器对CEP漂移的影响。此处考虑的技术问题总体上涉及超短激光脉冲的包络频率和载波频率之间的相位漂移的稳定和控制。除了在某些特定条件下(A.Baltuska等"ControllingtheCarrier-Enve1pePhase of Ultrashort Light Pulses with OpticalParametricAmplifiers-Physical Review Letters, Vol.88, n° 13，lApril2002.)允许极好地免于CEP漂移的光学参数振荡器的特定情况之外，还存在各种CEP校正的技术，它们基于包含 f-2f 干涉计的慢反馈环(Kakehata 等，"Measurements of carrier-envelope phasechanges ofIOO-Hz amplifiedlaser pulses"Applied Physics B.74, S43-S502002)。它们可以分成两类。第一类涉及锁模振荡器并且通过作用于腔的某些参数进行校正(Jones等，"Carrier Envelope Phase Control of Femtosecond Mode-Locked Lasers and DirectOptical Frequency Synthesis〃Science288, 635，2000)。注意，这种方法不允许使用单个控制环来校正腔下游的CEP的可能波动，该波动例如与激光束的随后路径上的微扰有关。假设振荡器的先前稳定的第二类对应于在振荡器下游、通常在放大之前作出的校正。在所使用的主要技术中，可能提及的是:-在分散材料中成对棱镜板的使用。所述板的机械位移允许修改CEP(C.Grebing 等，“Isochronic and isodispersive carrier-envelope phase-shiftcompensators”, Applied Physics B97, p.575-581，2009)。然而，机械运动的必要性仅允许校正相对慢的相位漂移；-压缩器的或扩展器的参数的修改，其中该参数可以是两个格栅之间的或者两个棱镜之间的距离(Chang, 〃Carrier_envelope phase shift caused by grating-basedstretchers and compressors"Applied Optics, vol.45, n° 32，2006，p.8350-8353)。此夕卜，干涉计精度的机械运动必要性限制了设备的速度。-声-光可编程波散滤波器(OAPDF)的使用(P.Tournois〃Acousto_opticprogrammable dispersive filter for adaptive compensation of group delay timedispersion in laser systems〃0ptics communicationsl40245-249( 1997))。这种声-光波散滤波器允许以快速响应时间(kHz)引入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：O·戈贝尔，M·孔泰，PM·保罗，JF·赫尔戈特，
申请(专利权)人：振幅科技，原子能与替代能源委员会，
类型：
国别省市：
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