產生超短雷射脈衝的裝置的製作方法
2023-06-05 14:23:06
專利名稱：產生超短雷射脈衝的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種產生超短雷射脈衝的裝置。
超短雷射是研究光與物質相互作用、探測物質微觀結構、揭示新現象的一種極其有用的工具，因此研究產生超短雷射脈衝的鎖模方法，一直是雷射技術中最熱門的一項課題。目前人們所能獲得的最短的6飛秒(10-15秒)光脈衝的記錄是利用對撞脈衝鎖模(雙脈衝)染料雷射器產生的。
本發明的目的是研製一種可產生比現有對撞脈衝鎖模(雙脈衝)染料雷射器更短的超雷射脈衝裝置。
本發明是利用四個光脈衝同時在飽和體處碰撞、幹涉而產生超短雷射脈衝。
圖1是產生超短雷射脈衝的裝置。在圖1中，除了有泵浦光源P、泵浦反射鏡Mp外，還有兩組、各四個曲率半徑分別相同的凹面鏡組，第一組為M1、M2、M3、M4，第二組為M5、M6、M7、M8，增益染料G置於第一組凹面鏡組的公共焦點上，飽和吸收體D置於第二組凹面鏡組的公共焦點上，G和D分別與兩凹面鏡組間的光束的夾角均為布氏角，第一組凹面鏡組的曲率半徑大於第二組，在兩組凹面鏡組外圍有5個寬帶面全反射鏡M9、M10、M11、M12、M13和平面輸出鏡M14。由泵浦光源P發射的雷射經泵浦鏡Mp反射後聚焦在增益介質G上，從而形成在M1～M14組成的環形腔中的染料雷射振蕩。M1～M14的位置可根據實際光路安排確定，有一定的自由度。光路GM1M5D、DM6M9M10M3G、GM4M11M12M7D、DM8M14M13M2G分別為整個環形腔總長的十六分之一、十六分之三、十六分之五和十六分之七，以保證四個脈衝相等時間間隔地經過增益介質G獲得同樣的增益後，同時到達吸收體處發生對撞。與現有雙脈衝碰撞鎖模技術相比，由於本發明的碰撞脈衝個數增多到四個，因此無疑將會大大改進鎖模的效果，推動超短光脈衝技術的進一步發展，並可望突破目前用雙脈衝碰撞鎖技術所捉捕到的6飛秒的記錄。
本發明的具體實施方案選用最大功率15w的穩定Ar+雷射作為泵浦光源，泵浦光經曲率半徑為100mm的泵浦鏡全反射並聚焦在增益介質G上，雷射增益染料G選用以乙二醇作溶劑、濃度為10mol/L的Rh6G溶液。飽和吸收體D選用以乙二醇作溶劑、濃度為10mol/L的DODC1溶液，其工作狀態均為高速流動的噴膜，厚度分別約為100μm和10μm，第一、二凹面鏡組的曲率半徑分別取100mm和50mm，相對鏡的中心線與噴膜的夾角均呈布氏角放置，整個環形腔總長取6m，其中光路GM1M5D=375mm、DM6M9M10M3G＝1125mm，GM4M11M12M7D＝1875mm，DM8M14M13M2G＝2625mm。M1～M13鏡片均要求鍍上中心波長為620nm、帶寬約為40nm的平面全反膜，M為同樣波段要求，透過率約1～4%的平面輸出鏡。
權利要求
1.一種產生超短雷射脈衝的裝置，有泵浦光源、泵浦反射鏡，其特徵是本發明還包括有兩組、各四個曲率半徑分別相同的凹面透鏡組，第一組為M1、M2、M3、M4，第二組為M5、M6、M7、M8，增益染料G置於第一組凹面透鏡組的公共焦點上，飽和吸收體D置於第二組凹面鏡組的公共焦點上，G和D分別與兩凹面鏡組間的光束的夾角均為布氏角，第一組凹面鏡組的曲率半徑大於第二組，在兩組凹面鏡組外圍有5個寬帶平面全反射鏡M9、M10、M11、M12、M13和平M14面輸出鏡，M1～M14的安排必須滿足光路GM1M5D、DM6M9M10M3G、GM4M11M12M7D、DM8M14M13M2G分別為整個光路總長的十六分之一、十六分之三、十六分之五和十六分之七。
2.一種如權利要求1所述的產生超短雷射脈衝的裝置，其特徵是整個光路總長取6m，光路GM1M5D＝375mm，DM6M9M10M3G＝1125mm，GM4M11M12M7D＝1875mm，DM8M14M13M2G＝2625mm，雷射增益染料G選用以乙二醇為溶劑、濃度為10mol/L的Rh6G溶液，飽和吸收體D選用以乙二醇為溶劑、濃度為10mol/L的DODC1溶液，其工作狀態均為高速流動的噴膜，厚度分別為100μm和10μm，第一凹、二凹面鏡組的曲率半徑分別取100mm和50mm，M1～M13鏡片均要求鍍上中心波長為620nm，帶寬40nm的寬帶全反膜，M14要求中心波長為620nm、透過率為1～4%的寬帶平面輸出鏡。
全文摘要
本發明涉及一種產生超短雷射脈衝的裝置。該裝置採用四脈衝碰撞鎖模的方法，其主要結構為一交叉閉合環形腔染料雷射器，增益染料和飽和吸收體位於腔內的兩個焦點上，光脈衝經增益介質放大後，依此沿四個不同的方向抵達飽和吸收體處相碰撞而產生超短光脈衝。由於本發明的碰撞脈衝個數增到四個，因此無疑將會大大改進鎖模的效果，推動超短光脈衝技術的進一步發展，並可望突破目前由雙脈衝碰撞鎖模技術所捉捕到的6飛秒(10
文檔編號H01S3/082GK1076556SQ9211486
公開日1993年9月22日 申請日期1992年12月17日 優先權日1992年12月17日
發明者魏志義, 餘振新, 李慶行 申請人:中山大學