一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置的制作方法

专利2026-01-22  5


本公开一般涉及激光器加工,具体涉及一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置。


背景技术:

1、在飞秒激光器中,通常采用啁啾脉冲放大(cpa)技术产生飞秒激光,然而在cpa技术使用过程中,通常会由于增益窄化,非线性强等原因导致脉冲宽度一般为几百飞秒。比如:光纤放大方案中,由于光纤本身可以支撑更宽的光谱,虽然有增益窄化现象,但最后依然能够压缩到200fs-300fs,但在固体方案中,由于通常采用yb:yag晶体进行放大,然而yag的晶体发射光谱比较窄,使得压缩后的脉冲宽度一般为500-800fs,所以如果需要更窄的脉冲宽度需要使用非线性压缩装置,对脉冲宽度进行进一步压缩。

2、传统非线性压缩包括非线性光谱展宽和啁啾镜压缩两部分,其中,非线性光谱展宽通常通过空心光纤,石英片,高压气体等方式产生,通过调节光纤长度、石英片厚度或高压气体的压强来调节非线性光谱的宽度,使得压缩后脉冲宽度可以更窄,然而这样的展宽量调节手段在实施过程中并不便捷,为此,我们提出一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置。


技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置。

2、本申请提供一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,所述装置包括:沿激光入射方向自前向后依次的发射模块、调整模块以及脉冲压缩模块;

3、所述发射模块用于发射第一激光脉冲;

4、所述调整模块包括:相互配合的非线性晶体和第一光学调整部;所述非线性晶体用于接收所述第一激光脉冲;所述光学调整部用于提高所述非线性晶体处的所述第一激光脉冲的非线性改变量,以增大其光谱展宽量;

5、所述脉冲压缩模块设置于所述非线性晶体远离所述发射模块的一侧,所述脉冲压缩模块用于接收经所述非线性晶体调整后的所述第一激光脉冲,并对该所述第一激光脉冲进行压缩。

6、根据本申请提供的技术方案,所述第一光学调整部包括:

7、辐射激光发射器,所述辐射激光发射器用于向所述非线性晶体发射辐射激光,以提高所述非线性晶体的折射率变化量;

8、其中,所述辐射激光发射器设置于所述非线性晶体靠近所述发射模块。

9、根据本申请提供的技术方案,所述第一光学调整部还包括:

10、光阑,所述光阑设置于所述辐射激光发射器与所述光阑之间;

11、所述辐射激光发射器发射的所述辐射激光通过所述光阑出射至所述非线性晶体靠近所述发射模块一侧的表面。

12、根据本申请提供的技术方案,所述调整模块还包括:与所述第一光学调整部相配合的第二光学调整部;所述第二光学调整部设置在所述非线性晶体靠近所述脉冲压缩模块的一侧,且避让所述脉冲压缩模块;所述第二光学调整部用于降低所述非线性晶体的折射率。

13、根据本申请提供的技术方案,所述第二光学调整部包括:

14、紫外光灯,所述紫外光灯用于向所述非线性晶体发射紫外光,所述紫外光照射在所述非线性晶体远离所述发射模块一侧的表面。

15、根据本申请提供的技术方案,所述紫外光在所述非线性晶体相应表面所呈照射区域覆盖所述辐射激光发射器通过所述光阑在所述非线性晶体相应表面所呈光折区域。

16、根据本申请提供的技术方案,所述脉冲压缩模块包括:沿反射光路依次设置的第一啁啾镜和第二啁啾镜;所述第一啁啾镜和所述第二啁啾镜用于对经所述非线性晶体调整后的所述第一激光脉冲进行负色散补偿;

17、所述第一啁啾镜设置于所述非线性晶体远离所述发射模块的一侧;所述第一啁啾镜用于接收经所述非线性晶体调整后的所述第一激光脉冲;

18、所述第二啁啾镜用于接收由所述第一啁啾镜反射出的经所述非线性晶体调整后的所述第一激光脉冲;当所述脉冲压缩模块完成对调整后的所述第一激光脉冲的压缩后,由所述第二啁啾镜将其输出。

19、根据本申请提供的技术方案,所述发射模块包括:飞秒激光光源,所述飞秒激光光源用于向所述非线性晶体输出所述第一激光脉冲。

20、综上所述,本技术方案具体地公开了一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,所述装置包括:沿激光入射方向自前向后依次的发射模块、调整模块以及脉冲压缩模块;发射模块用于发射第一激光脉冲;调整模块包括:相互配合的非线性晶体和第一光学调整部;非线性晶体用于接收第一激光脉冲;光学调整部用于提高非线性晶体处的第一激光脉冲的非线性改变量,以增大其光谱展宽量;脉冲压缩模块设置于非线性晶体远离发射模块的一侧,脉冲压缩模块用于接收经非线性晶体调整后的第一激光脉冲,并对该第一激光脉冲进行压缩。

21、针对传统非线性压缩的展宽量调节手段在实施过程中并不便捷这一问题,本发明提出一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,本装置可以通过发射模块发射第一激光脉冲的元器件,同时在第一激光脉冲发射至调整模块2,利用非线性晶体和第一光学调整部对第一激光脉冲进行光谱展宽,进而使得第一激光脉冲在入射至脉冲压缩模块后,最终可以输出得到具有更窄脉冲宽度的激光脉冲。



技术特征:

1.一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,其特征在于,所述装置包括:沿激光入射方向自前向后依次的发射模块(1)、调整模块(2)以及脉冲压缩模块(3);

2.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,其特征在于,所述第一光学调整部包括:

3.根据权利要求2所述的一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,其特征在于,所述第一光学调整部还包括:

4.根据权利要求3所述的一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,其特征在于,所述调整模块(2)还包括:与所述第一光学调整部相配合的第二光学调整部;所述第二光学调整部设置在所述非线性晶体(21)靠近所述脉冲压缩模块(3)的一侧,且避让所述脉冲压缩模块(3);所述第二光学调整部用于降低所述非线性晶体(21)的折射率。

5.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,其特征在于,所述第二光学调整部包括:

6.根据权利要求5所述的一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,其特征在于,

7.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,其特征在于,所述脉冲压缩模块(3)包括:沿反射光路依次设置的第一啁啾镜(31)和第二啁啾镜(32);所述第一啁啾镜(31)和所述第二啁啾镜(32)用于对经所述非线性晶体(21)调整后的所述第一激光脉冲进行负色散补偿;

8.根据权利要求1所述的一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,其特征在于,所述发射模块(1)包括:飞秒激光光源,所述飞秒激光光源用于向所述非线性晶体(21)输出所述第一激光脉冲。


技术总结
本申请公开了一种基于飞秒激光脉冲的非线性压缩装置,涉及激光器加工技术领域,所述装置包括:沿激光入射方向自前向后依次的发射模块、调整模块以及脉冲压缩模块;发射模块用于发射第一激光脉冲;调整模块包括:相互配合的非线性晶体和第一光学调整部;非线性晶体用于接收第一激光脉冲;光学调整部用于提高非线性晶体处的第一激光脉冲的非线性改变量,以增大其光谱展宽量;脉冲压缩模块设置于非线性晶体远离发射模块的一侧,脉冲压缩模块用于接收经非线性晶体调整后的第一激光脉冲,并对该第一激光脉冲进行压缩。该装置可以有效解决非线性压缩中对非线性展宽量调节复杂且无法对光斑形状进行调节的问题。

技术研发人员:李少北,王铁男,刘博文,石朝辉,卢飞星
受保护的技术使用者:天津凯普林激光科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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