专利名称：和频不同超短激光脉冲产生新波长激光的装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种产生激光的装置，具体涉及一种通过和频不同超短 激光脉沖产生新波长激光的装置。
背景技术：
在激光技术研究中，超短脉冲激光作为人类所能控制的时间极限标 志及其在微观世界揭示物质瞬态动力学的独特特性， 一直是最热门的激 光研究内容之一，而超短脉冲激光研究的一个重要内容就是扩展超短脉 冲激光的波段。由于常用的飞秒、皮秒激光器所能产生的激光波长仅限 制在为数不多的几个固定波长范围，远不能满足无处不在的超短激光脉
冲的应用需求，因此人们往往采用光学参量振荡(OPO)及光学参量放 大(OPA)等技术以扩展其波长范围。虽然OPO、 OPA技术在最近十年 的时间里取得了长足的发展，但在技术成本、稳定可靠性等方面并不具 备优势。尽管直接倍频可以获得可靠性与超短脉冲激光光源类似的二次 谐波，但这样产生的超短激光脉冲波长受基波光源的限制，所能得到的 波长也是极其有限的。近年来，不同波长的超短脉沖激光高精度同步技 术的出现和发展(文献1, J. Tian, Z. Wei， P. Wang, H Han， J. Zhang, L. Zhao, Z. Wang and J. Zhang, '7wfife/ ewdewf(y加a6/e / J『々mtosecowcf 71,sa/ / /n're
ra6w^ew" Opt. Lett. 30, 2161 (2005)，文献2， R. K. Shelton， S. M. Foreman, L. S. Ma, J. L. Hall, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, M. Notcutt， and J. Ye，
sy"c/7ram'zed/wc^e-/ocfed /oseW Opt. Lett. 27 312 (2002)),为我们通过和 频及差频技术得到新波长的超短脉冲激光提供了一种新的可行方泉 2001年魏志义等人在被动同步飞秒钛宝石激光和掺铬镁橄榄石激光的基 础上，通过相关测量中的和频过程，得到了 500nm波长的飞秒激光脉冲(文 献3, Z. Wei， Y. Kaboyashi, and K. Torizuka,"尸osw've sj;wc/2rawiz加'ow6eAvee" y^wtoecowd 7)':sa/ / /nVe CV.^ r他Wfe /aseM Appl. Phys. B 74， S171 (2002))。实际上，除了和频及倍频过程产生比同步激光的两基波波 长更短的新波长激光外，差频两同步激光还能得到波长更长的新波长超 短脉沖激光，甚至THz辐射。这样通过组合同步不同的激光，有可能佳: 我们得到转换效率、可靠性能、技术成本甚至覆盖波长都优于OPO、 OPA 的超短激光脉冲新技术。
超短激光脉冲的同步可分为被动同步与主动同步两种技木被动同 步通常是通过一块强克尔效应晶体腔内耦合两锁模激光脉冲而实现的， 它的优点是同步精度高，但光路复杂，不易于调节，且两台激光器在空 间上不能独立；主动同步则是利用电子锁相环反馈控制激光的重复频率 而实现同步，它虽能克服以上那些不利因素，但同步精度却相对较低。 最近随着飞秒激光载波包络相位(CEP)及频率梳研究的发展，主动同步 激光的同步精度已达到了与被动同步相近的结果，这为高精度主动同步 任意波长、任意脉宽的超短脉冲激光，并在此基础上通过非线性频率变 换获得新波长超短脉沖激光提供了可行的技术途径。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种在高精度主动 同步任意具有不同波长不同脉宽的超短脉冲激光器的基础上，通过在非 线性晶体中和频上述两束同步激光脉冲产生新波长宽带超短脉冲激光的 装置。
为实现上述目的，本发明提供一种和频不同超短激光脉冲产生新波 长激光的装置，包括至少一个皮秒激光器、至少一个飞秒激光器、至少 一个非线性晶体以及同步控制系统和光路调节系统，所述皮秒激光器用 于产生皮秒激光，所述飞秒激光器用于产生飞秒激光，所述同步控制系 统用于实现各个激光器的主动同步，所述非线性晶体用于同步的激光相 互之间产生非线性频率变换，所述光路调节系统用于调节飞秒激光器振 荡腔的腔长，并调整飞秒激光与皮秒激光的光束传输。
进一步，所述同步控制系统包括第一高速光电探测器、第二高速光 电探测器、至少一个锁相环电路，所述光路调节系统包括位于飞秒激光 器内的平移台与压电致动器，用来调节所述飞秒激光器的振荡腔的腔长以配合所述皮秒激光器。
进一步，所述同步控制系统包括第 一锁相环电路和第二锁相环电路 所述第一锁相环电路包括第一带通放大器、第二带通放大器、第一分频 器、第二分频器、可调延时器、第一数字鉴相器、第一二阶滤波电路， 所述第一高速光电探测器依次连接第一带通放大器、第一分频器、可调
延时器、第一数字鉴相器、第一二阶滤波电路、压电致动器；所述第二 高速光电探测器依次连接第二带通放大器、第二分频器、第一数字鉴相 器；
所述第二锁相环电路包括第一带通滤波器、第二带通滤波器、标准 频率信号发生器、第一混频器、第二混频器、第三带通放大器、第四带 通放大器、第二数字鉴相器、第二二阶滤波电路；所述第一高速光电探 测器依次连接第一带通滤波器、第一混频器、第三带通放大器、第二数 字鉴相器、第二二阶滤波电路、压电致动器；所述第二高速光电探测器 依次连接第二带通滤波器、第二混频器、第四带通放大器、第二数字鉴 相器；所述标准频率信号发生器分别连接第一混频器、第二混频器。
进一步，所述同步控制系统还包括第三锁相环电恭第三高速光电 探测器，所述第三锁相环电路包括直流稳压电源、稳压芯片、电位器、 减法器、精密运放、环路滤波器、可调电位器，所述直流稳压电源依次 连接稳压芯片、电位器、减法器、精密运放、环路滤波器、可调电位器、 第二锁相环电路；所述第三高速光电探测器连接所述减法器。
进一步，所述光路调节系统包括未镀膜的第一玻璃基片、第二玻璃 基片、爬高器、第二聚焦透镜、第三聚焦透镜、第四平面全反镜、第五 平面全反镜、第六平面全反镜、第七平面全反镜、第八平面全反镜、第 九平面全反镜，所述皮秒激光经过第一玻璃基片的透射与反射后，分为 两路，透射的一路经过爬高器、第二聚焦透镜后，再经过第四平面全反 镜的反射后入射到非线性晶体中，反射的另一路入射到第一高速光电探 测器；所述飞秒激光经过第二玻璃基片的透射与反射后，分为两路，透 射的一路依次经过第六平面全反镜、第九平面全反镜、第八平面全反镜、 第七平面全反镜的反射后，然后经过第三聚焦透镜，再经过第五平面全 反镜的反射，入射到非线性晶体中，反射的另一路入射到第二高速光电 探测器。进一步，所述光路调节系统还包括未镀膜的第三玻璃基片，所述和 频光信号经过第三玻璃基片的反射后入射到第三高速光电探测器。
进一步，所述光路调节系统还包括电子计算机，所述电子计算机与 所述平移台电连接，用来控制平移台的移动。
以组合任意具有不同波长不同脉宽的超短脉沖激光器，利用电子锁相环 反馈电路控制压电致动器的伸缩量和电子计算机实时控制电动平移台的 位移，对其实现高精度主动同步，在此基础上通过在一块相位匹配的非 线性晶体中对上述同步激光脉冲进行和频或差频，从而产生新波长宽带
超短脉冲激光。归结起来，本发明的主要特点有
1. 产生了中心波长为460nm的宽带超短脉沖激光输出，填补了国际 上这一 波长的超短脉冲激光器的空白。
2. 本发明中的非线性晶体可任意更换采用相应的和频晶体，可以 得到短波长的宽带超短脉沖激^采用相应的差频晶体，可以得到长波 长的宽带超短脉冲激光。
3. 本发明中的飞秒激光器可由其中的石英棱镜调节其输出光谱，通 过飞秒激光器输出光谱的调谐，可实现输出宽带超短脉沖激光光谱的可 调谐。同样，选用波长可调谐的皮秒激光器也可实现输出宽带超短脉冲 激光波长的可调谐。
4. 本发明中作为基波光源的两台激光器在空间上相互独立，可通过 更换其中的任意一台激光器，并配置相应的非线性晶体，得到不同波长 的和频激光或差频激光。
下面结合附图和具体实施方式
对;^明作进一步详细说明:
图1为本发明实施例1的原理图2为本发明实施例1的飞秒激光器的原理结构图3为本发明实施例1的第一锁相环电路的原理结构图4为本发明实施例1的第二锁相环电路的原理结构图5为本发明实施例2的原理图；图6为本发明实施例2的第三锁相环电路的原理结构图； 图7为本发明实施例3的原理图8为本发明用第一锁相环电路启动同步后，示波器采集到的同步 波形；
图9为光谱仪采集到的和频激光的光谱强度曲线。
具体实施例方式
实施例1:
如图1至图4所示，本实施例提供的一种和频不同超短激光脉沖产 生新波长激光的装置，包括一个皮秒激光器l、 一个飞秒激光器2、 一个 非线性晶体IO、同步控制系统和光路调节系统，皮秒激光器l用于产生 皮秒激光，飞秒激光器2用于产生飞秒激光，非线性晶体10用于同步的 激光相互之间产生非线性频率变换，同步控制系统用于将两束激光的光 信号转化为电信号并输出驱动光路调节系统的控制信号来实现两个激光 器的主动同步，同步控制系统包括第一高速光电探测器101、第二高速光 电探测器102、第一锁相环电路3、第二锁相环电路4，光路调节系统包 括飞秒激光器内的平移台9与压电致动器6，用来调节飞秒激光器2的振 荡腔的腔长以配合皮秒激光器l。图1中的第一玻璃基片a、第二玻璃基 片b均为没镀膜的玻璃基片。爬高器400用来调整皮秒激光器1的光高。
如图2所示，聚焦透镜OOl置于可调节升降和左右位置的调节架上， 并将调节架置于40x40mm的平移台上。第一平凹全反镜003位于可调 节俯仰和角度的两维可调的微调架上，第二平凹全反镜004位于两维可 调的微调架和40x40mm的平移台上，两个平凹全反镜的相对距离约为 105mm。增益介质钛宝石晶体002位于水平旋转台上，并将旋转台置于 40x40mm的平移台上，旋转台的两端用橡皮管接入水冷循环，旋转钬宝 石晶体002以布儒斯特角放置在第一平凹全反镜003、第二平凹全反镜 004的焦点上。调节聚焦透镜OOl的位置保证泵浦激光刚好聚焦于钬宝石 晶体002的中心。将第一平面全反镜005、第二平面全反镜006、第三平 面全反镜007和平面输出镜009分别置于两维可调的微调架上，小口径 平面全反镜8用紫外胶固定在一个压电致动器6上，压电致动器6的另 一头以紫外胶固定在两维可调的微调架上，微调架置于一个电动平移台9上，电动平移台9的最大位移量为2cm。第一平面全反镜005、小口径平 面全反镜8的位置用于调节振荡腔的短臂长约为85cm,第二平面全反镜 006、第三平面全反镜007和平面输出镜009的位置用于调节振荡腔的长 臂长约为135cm。第一石英棱镜OIO、第二石英棱镜Oll以布儒斯特角放 置，将它们对置于水平旋转台及40x40mm的平移台上，并插入振荡腔 的长臂，棱镜之间的光程约为70cm,改变第一石英棱镜OIO、第二石英 棱镜011的插入量即可改变钛宝石激光的输出脉宽和光谱。钛宝石振荡 器的整体光高为6cm。
调节小口径平面全反镜8和平面输出镜009,使入射光线沿原路返 回，可实现钛宝石激光的连续振荡，进一步优化第二平凹全反镜004在 钛宝石晶体002中的聚焦位置，可以实现锁模运转，激光从连续到锁才莫 的跳转可借助于第二石英棱镜011的横向移动来实现。
如图1所示，同步控制系统包括第一锁相环电路3和第二锁相环电 路4,第一锁相环电路3包括第一带通放大器103、第二带通放大器104、 第一分频器105、第二分频器106、可调延时器107、第一数字鉴相器108、 第一二阶滤波电路109,第一高速光电探测器101依次连接第一带通放大 器103、第一分频器105、可调延时器107、第一数字鉴相器108、第一 二阶滤波电路109、压电致动器6;第二高速光电探测器102依次连接第 二带通放大器104、第二分频器106、第一数字鉴相器108。
第一高速光电探测器101、第二高速光电探测器102接收皮秒激光和 飞秒激光的锁模信号输出电脉冲序列，分别经过两个相同的带通放大器， 第一带通放大器103、第二带通放大器104,只放大其中的68MHz基频 信号，放大后的信号然后分别由第一分频器105、第二分频器106经过 256次分频转变为265.6kHz的低频方波信号，其中来自皮秒激光的那一 路信号经过一个可调延时器107，输出信号与来自飞秒激光的信号同时输 入第一数字鉴相器108，从它输出的误差信号经过第一二阶滤波电路109 后积分放大，最后加载到飞秒激光器中的压电致动器6上。
如图4所示，第二锁相环电路包括第一带通滤波器203、第二带通滤 波器204、标准频率信号发生器205、第一混频器206、第二混频器207、 第三带通放大器208、第四带通放大器209、第二数字鉴相器210、第二 二阶滤波电路211;第一高速光电探测器101依次连接第一带通滤波器203、第一混频器206、第三带通放大器208、第二数字鉴相器210、第二 二阶滤波电路211、压电致动器6;第二高速光电探测器102依次连接第 二带通滤波器204、第二混频器207、第四带通放大器209、第二数字鉴 相器210;标准频率信号发生器205分别连接第一混频器206、第二混频 器207。
第一高速光电探测器101接收皮秒激光的锁模信号输出电脉冲序列， 经过第一带通滤波器203，将其第12次谐波(12x68MHz-816MHz)信 号提取出来，输入到第一混频器206的RF (radio frequency,射频)端， 同时标准频率信号发生器205发出的一 816MHz标准频率信号输入到该 混频器的LO (local oscillator,本振)端，从混频器的IF (intermediate frequency,中频)端输出300kHz左右的低频信号，该信号经过第三带通 放大器208后作为参考信号输入第二数字筌相器210。第二高速光电探测 器102接收飞秒激光的锁模信号输出电脉冲序列经过同样的信号处理后 输入到第二数字鉴相器210中，第二数字筌相器210输出的误差信号再 经过第二二阶滤波电路211后积分放大，最后加载到压电致动器6上。
第一锁相环电路3的重复频率为68MHz,第二锁相环电路4的重复 频率为816MHz,它们同时对比两台激光器的脉沖重复频率，都会产生驱 动压电致动器6的电压信号，从而调节钛宝石激光器的重复频率。但同 一时间只会有一种信号加载在压电致动器6上，来同步两台激光器的输 出激光脉冲。这两套锁相环电路所实现的同步精度有很大的差另'J,在同 步过程中起着不同的作用。
两套锁相环电路同时开启，用一个光电探测器(图中未示出)同时 接收两路激光脉沖，由示波器(图中未示出)观测接收到的光信号。先 用第一锁相环电路3驱动压电致动器，同步启动后，示波器上会出现如 图8所示的波形，高低波形序列分别代表两束激光脉沖，若两脉沖没有 重合，则调节该锁相环电路中的可调延时器107 ,直至示波器上的两列 脉冲波形重合在一起为止。尔后，迅速切换压电致动器6上的驱动电压 到第二锁相环电路4上，同步再次启动后，示波器上的两列脉沖仍会保 持重合。
飞秒激光器2及皮秒激光器1产生和频的各元件如图1所示，元件 选择的具体参数及安装要求如下两个平面全反镜组成爬高器400，镀有45。入射角下对1064nm全反 的介质膜,皮秒激光器1输出的激光经由爬高器反射后,光高提高至6cm。 第二聚焦透镜401、第三聚焦透镜402的焦距为10cm，置于可调节升降 和左右位置的调节架上，并将调节架置于40x40mm的平移台上。第二 聚焦透镜401镀有1064nm的增透膜，第三聚焦透镜402镀有750nm-850nm波段的增透膜。第四平面全反镜403、第五平面全反镜404、第六 平面全反镜405、第七平面全反镜406位于两维可调的微调架上，第八平 面全反镜407、第九平面全反镜408位于两维可调的微调架上，并将微调 架置于一个平移台上。其中第四平面全反镜403镀有45°入射角下对 1064nm全反的介质膜，第五平面全反镜404、第六平面全反镜405、第 七平面全反镜406、第八平面全反镜407、第九平面全反镜408镀有45 °入射角下对750nrn - 850nm波段全反的介质膜。非线性晶体10为BBO (P-barium borate, (3硼酸钡)晶体，接一类相位匹配角25.4°切割， 尺寸为4x4x2mm,非线性晶体10位于两维可调的微调架上，并将微调 架置于一个水平旋转台上。调节第六平面全反镜405、第八平面全反镜. 407、第九平面全反镜408使得钛宝石激光传输的方向与平移台位移的方 向平行，调节第四平面全反镜403使得皮秒激光器1输出的激光入射到 非线性晶体10的中心，调节第五平面全反镜404、第七平面全反镜406 使得钛宝石激光器输出的激光入射到非线性晶体10的中心。调节第二聚 焦透镜401的位置保证皮秒激光刚好聚焦在非线性晶体10的中心，调节 第三聚焦透镜402的位置保证钛宝石激光刚好聚焦在非线性晶体10的中 心，并使得两束激光的焦点在非线性晶体IO中重合。由同步控制系统实 现两束激光高精度主动同步以后，调节平移台的位移量，和频激光将会 产生。继续调节非线性晶体10的俯仰和角度并旋转水平旋转台，使得和 频激光输出最强。由光语仪采集到的光语强度曲线如图9所示。
采用两套锁相环电路，两者在同步过程中起着不同的作用，相辅相成。
如果只采用68MHz的锁相环电路进行同步，同步精度较低，约有几 十皮秒。但该PLL却有一个优点，就是当用它来驱动PZT实现两台激光 器的同步后，调节环路中的可调延时器，可以改变飞秒和皮秒激光脉冲 的相对时间位置，调节范围可达几十个纳秒；而且每当利用该PLL启动同步后，两束激光脉冲之间的相对时间位置基本上是固定的，这对于和 频实验是非常有利的，因为实验过程中需要调节两束激光脉冲的相对时 间位置。
如果只采用816MHz的锁相环电路进行同步，同步精度可以达到几 百个飞秒。不过，该PLL虽然具有较高的同步精度，但是它却有一个缺 点，就是每次利用它驱动PZT启动两台激光器的同步后，两台激光器输 出激光脉沖之间的相对时间位置是不确定的，这样必然会给和频的调节 带来一定的困难。
两套PLL各有优缺点，在实验中应该结合使用，我们发现，如果先 用68MHz PLL驱动PZT，在同步启动后，迅速切换PZT的驱动信号到 816MHzPLL上，同步再次启动后，两束激光脉冲的相对时间位置在PZT 上的驱动信号切换前后几乎不会发生改变(用采样频率为5GHz的示波 器观测不到变化)。因此在进行和频实验时，就可以先用68MHz PLL来 确定两束激光脉沖之间的大体相对时间位置，再用816MHz PLL来维持 脉沖之间的高精度同步。
实施例2:
如图5和图6所示，本实施例提供的和频不同超短激光脉沖产生新 波长激光的装置的同步控制系统除具有实施例1的第一锁相环电路3、第 二锁相环电路4外，还包括第三锁相环电路5、第三高速光电探测器301, 第三锁相环电路5包括直流稳压电源306、稳压芯片307、电位器308、 减法器302、精密运放303、环路滤波器304、可调电位器305，直流稳 压电源306依次连接稳压芯片307、电位器308、减法器302、精密运放 303、环路滤波器304、可调电位器305、第二锁相环电路4的第二二阶 滤波电路211上；第三高速光电探测器301连接减法器302。
第三锁相环电路5利用和频光信号做反馈，和频激光先由第三高速 光电探测器301部分接收(和频激光经过没镀膜的第三玻璃基片c的反 射后入射到第三高速光电探测器301)，输出的电信号在减法器302中与 由直流稳压电源306产生、经过稳压芯片307进一步稳压后，再经过电 位器308分压获得的一直流电压信号相减，再经过精密运放303约放大5 倍后输入环路滤波器304,它输出的电压信号经过可调电位器305分压后输入第二锁相环电路4，加载在其中的第二二阶滤波电路211上。
添加第三锁相环电路5的目的是为了进一步提高第二锁相环电路4 中数字鉴相器210对激光脉沖的时间误差分辨率。当三套锁相环电路都 实现正常运转后，同步精度可由几百个飞秒提高到几十个飞秒，和频激 光的稳定性获得了进一步的提高。
实施例3:
如图7所示，本实施例提供的和频不同超短激光脉沖产生新波长激 光的装置除具有实施例2的结构外，光路调节系统还包括电子计算机7， 电子计算机7与平移台9电连接，用来控制平移台9的移动。电子计算 机7时刻监视着两台激光器的相对腔长变化，它通过精确控制平移台9 的位移随时补偿因外界环境变化等因素造成的激光器腔长的改t同步 一旦启动，两台激光器会一直保持同步，始终有稳定的和频激光输出。
添加电子计算机实时控制是为了提高同步维持的时间。如果没有电 子计算机进行实时控制，同步维持的时间为几十分钟至几个小时；实现 计算机实时控制后，同步维持的时间可以达到数十小时以上
在上述各实施例中，皮秒激光器可以是任意商用超短脉冲激光器或 任意自建的工作在稳定状态的超短脉冲激光器；飞秒激光器可以是任意 自建的腔长可控的超短脉沖激光器；非线性晶体可以是任意对上述两路 激光波长和频或差频相位匹配的非线性晶体；实现同步并进行和频或差 频的激光器，可以只有两台，也可以是任意多台。
权利要求
1.一种和频不同超短激光脉冲产生新波长激光的装置，其特征在于，包括至少一个皮秒激光器、至少一个飞秒激光器、至少一个非线性晶体以及同步控制系统和光路调节系统，所述皮秒激光器用于产生皮秒激光，所述飞秒激光器用于产生飞秒激光，所述同步控制系统用于实现各个激光器的主动同步，所述非线性晶体用于同步的激光相互之间产生非线性频率变换，所述光路调节系统用于调节飞秒激光器振荡腔的腔长，并调整飞秒激光与皮秒激光的光束传输。
2. 根据权利要求1所述的和频不同超短激光脉沖产生新波长激光的装 置，其特征在于，所述同步控制系统包括多个高速光电探测器、至少 一个锁相环电路，所述光路调节系统包括飞秒激光器内的平移台与压 电致动器，用来调节所述飞秒激光器的振荡腔的腔长以配合所述皮秒 激光器。
3. 根据权利要求2所述的和频不同超短激光脉冲产生新波长激光的装 置，其特征在于，所述激光高速光电探测器具体为第一高速光电探测 器、第二高速光电探测器；所述同步控制系统包括第一锁相环电路和 第二锁相环电路，所述第一锁相环电路包括第一带通放大器、第二带 通放大器、第一分频器、第二分频器、可调延时器、第一数字鉴相器、 第一二阶滤波电路，所述第一高速光电探测器依次连接第一带通放大 器、第一分频器、可调延时器、第一数字鉴相器、第一二阶滤波电路、 压电致动器；所述第二高速光电探测器依次连接第二带通放大器、第 二分频器，第一数字鉴相器；所述第二锁相环电路包括第一带通滤波器、第二带通滤波器、标准频 率信号发生器、第一混频器、第二混频器、第三带通放大器、第四带 通放大器、第二数字鉴相器、第二二阶滤波电路；所述第一高速光电 探测器依次连接第一带通滤波器、第一混频器、第三带通放大器、第 二数字鉴相器、第二二阶滤波电路、压电致动器；所述第二高速光电 探测器依次连接第二带通滤波器、第二混频器、第四带通放大器、第 二数字鉴相器；所述标准频率信号发生器分别连接第一混频器、第二混频器。
4. 根据权利要求3所述的和频不同超短激光脉沖产生新波长激光的装 置，其特征在于，所述同步控制系统还包括第三锁相环电恭第三高 速光电探测器，所述第三锁相环电路包括直流稳压电源、稳压芯片、 电位器、减法器、精密运放、环路滤波器、可调电位器，所述直流稳 压电源依次连接稳压芯片、电位器、减法器、精密运放、环路滤波器、 可调电位器、第二锁相环电路中的第二二阶滤波电路211;所述第三 高速光电探测器连接所述减法器。
5. 根据权利要求3或4所述的和频不同超短激光脉沖产生新波长激光的 装置，其特征在于，所述光路调节系统包括未镀膜的第一玻璃基片、 第二玻璃基片、爬高器、第二聚焦透镜、第三聚焦透镜、第四平面全 反镜、第五平面全反镜、第六平面全反镜、第七平面全反镜、第八平 面全反镜、第九平面全反镜，所述皮秒激光经过第一玻璃基片的透射 与反射后，分为两路， 一路经过爬高器、第二聚焦透镜后，再经过第 四平面全反镜的反射后入射到非线性晶体中，另 一路入射到第 一 高速 光电探测器；所述飞秒激光经过第二玻璃基片的透射与反射后，分为 两路， 一路依次经过第六平面全反镜、第九平面全反镜、第八平面全 反镜、第七平面全反镜的反射后，然后经过第三聚焦透镜，再经过第 五平面全反镜的反射，入射到非线性晶体中，另一路入射到第二高速 光电探测器。
6. 根据权利要求5所述的和频不同超短激光脉冲产生新波长激光的装 置，其特征在于，所述光路调节系统还包括未镀膜的第三玻璃基片， 所述和频光信号经过第三玻璃基片的反射后入射到所述第三高速光 电探测器。
7. 根据权利要求6所述的和频不同超短激光脉沖产生新波长激光的装 置，其特征在于，所述光路调节系统还包括电子计算机，所述电子计 算机与所述平移台电连接，用来 制平移台的移动。
全文摘要
本发明公开一种和频不同超短激光脉冲产生新波长激光的装置，包括至少一个皮秒激光器、至少一个飞秒激光器、至少一个非线性晶体以及同步控制系统和光路调节系统，皮秒激光器用于产生皮秒激光，飞秒激光器用于产生飞秒激光，同步控制系统用于实现各个激光器的主动同步，非线性晶体用于同步的激光相互之间产生非线性频率转换，光路调节系统用于调节飞秒激光器振荡腔的腔长，并调整飞秒激光与皮秒激光的光束传输。本发明组合不同的超短脉冲激光器，利用电子锁相环反馈电路控制压电致动器的伸缩量和电动平移台的位移，对其实现高精度主动同步，在此基础上通过在一块相位匹配的非线性晶体中对上述同步激光脉冲进行和频，从而产生新波长宽带超短脉冲激光。
文档编号H01S3/23GK101598882SQ20081011457
公开日2009年12月9日 申请日期2008年6月4日 优先权日2008年6月4日
发明者强 杜, 鹏 王, 环 赵, 魏志义 申请人:中国科学院物理研究所