脈沖激光時間域倍頻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及激光技術領域，特別涉及一種脈沖激光時間域倍頻裝置。
【背景技術】
[0002]脈沖重復頻率是脈沖激光器在時間域上的重要技術指標，并且該技術指標是制約一系列激光器應用的瓶頸因素之一。例如，以閃光燈為泵浦源的固體激光器的脈沖重復頻率通常很難大于50Hz，能量達到焦耳或者亞焦耳級的閃光燈泵浦固體激光器重復頻率難以超過20Hz ;脈沖二氧化碳激光器的重復頻率通常在1000Hz以下，小能量的脈沖二氧化碳激光器，重復頻率也很難達到5kHz。
[0003]上述脈沖重復頻率瓶頸的產(chǎn)生，宄其原因在于激光工作物質的熱效應、制冷手段、斬波或調Q的技術水平發(fā)展有限。目前國內外針對激光倍頻器主要集中在光學頻域上的倍頻，并由此導致激光輸出波長的減半。
[0004]中國專利“高效激光倍頻裝置”(申請?zhí)?200410009783.6)保護了一種包括基頻激光器、光束分束器、相干合束器和非線性晶體的倍頻裝置，基頻激光器通過分束后再相干合成，將合成后的激光作為倍頻激光器的泵浦源，泵浦非線性光學晶體，最后輸出高轉化效率倍頻激光。
[0005]中國專利“一種高能量激光倍頻調Q裝置”(申請?zhí)?201210175979.7)保護了一種高能量激光倍頻調Q裝置，包括一個線偏振電光調Q激光發(fā)生裝置、兩個或多個分光倍頻裝置以及一合束鏡組，每個分光倍頻裝置中的分光鏡都設置在線偏振電光調Q激光發(fā)生裝置的激光出射光路上，通過合束鏡組將多路激光進行整形合束輸出實現(xiàn)倍頻。
[0006]歐洲專利“Opticalfrequency doubling device”(專利號:EP0429319)保護了一種采用環(huán)形反射腔結構的倍頻裝置，也只是實現(xiàn)光學頻域的倍頻；美國專利4896931保護了一種光學頻率倍頻裝置，采用光波導的結構來實現(xiàn)光學頻域的倍頻。目前尚無針對時間域(脈沖重復頻率)的倍頻裝置。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有脈沖激光器技術的缺陷，實現(xiàn)脈沖激光時間域倍頻，提供一種脈沖激光時間域倍頻裝置。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0009]一方面，本發(fā)明提供一種脈沖激光時間域倍頻裝置，包括被測激光光源，還包括:沿光路布置的耦合透鏡組、分光器、延遲器、合束器；所述耦合透鏡組，用于將被測激光光源輸出的激光聚到所述分光器；所述分光器，用于將輸出的激光按照比例等分束；所述延遲器，用于對分束的各路激光的光程增加；所述合束器，用于將經(jīng)延遲的各路激光進行合并，形成倍頻后的激光。
[0010]一些實施例中，還包括用于輸出激光的準直的后擴束鏡組，所述耦合透鏡組、分光器、延遲器、合束器、后擴束鏡組沿光路依次布置。
[0011]一些實施例中，所述后擴束鏡組為球面透鏡，其焦距范圍為10至1000mm。
[0012]一些實施例中，所述分光器和延遲器的組數(shù)一一對應。
[0013]一些實施例中，所述等分束為按照比例等分成2至10束。
[0014]一些實施例中，所述分光器為光纖分光器，所述延遲器為光子晶體光纖構成，所述合束器為光纖合束器。
[0015]一些實施例中，所述分光器為光波導分光器，所述延遲器為光子晶體波導構成，所述合束器為光波導合束器。
[0016]一些實施例中，所述耦合透鏡組為I片或2片非球面透鏡組成的透鏡組。
[0017]再另一方面，本發(fā)明提供一種脈沖激光時間域倍頻裝置，包括被測激光光源，還包括:分光器、延遲器、合束器和輔助反射鏡組，所述輔助反射鏡組包括第一輔助反射鏡和第二輔助反射鏡；其中，所述分光器、延遲器、第一輔助反射鏡和合束器構成第一光路；所述分光器、第二輔助反射鏡和合束器構成第二光路；所述分光器，用于被測激光光源輸出的激光等分束；所述延遲器，用于對分束的各路激光的光程增加；所述合束器，用于將分束的激光進行合并，形成倍頻后的激光。
[0018]—些實施例中，所述分光器為部分反射鏡；所述延遲器由光子晶體光纖構成；所述合束器為部分反射鏡。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明裝置針對激光光源進行時間域(脈沖重復頻率)倍頻，實現(xiàn)對脈沖激光的時間域(脈沖重復頻率)I至10倍倍頻；同時，本發(fā)明裝置采用光子晶體光波導或光子晶體光纖作為光程延長結構，由于光子晶體具有很高的折射率，能夠大幅縮小器件體積，實現(xiàn)器件的小型化和實用化。
【附圖說明】
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的脈沖激光時間域倍頻裝置的結構示意圖。
[0021]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的脈沖激光時間域倍頻裝置的結構示意圖。
[0022]圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的脈沖激光時間域倍頻裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，而不構成對本發(fā)明的限制。
[0024]光子晶體(Photonic Crystal)是由不同折射率的介質周期性排列而成的人工微結構。光子晶體即光子禁帶材料，從材料結構上看，光子晶體是一類在光學尺度上具有周期性介電結構的人工設計和制造的晶體。
[0025]與半導體晶格對電子波函數(shù)的調制相類似，光子帶隙材料能夠調制具有相應波長的電磁波。當電磁波在光子帶隙材料中傳播時，由于存在布拉格散射而受到調制，電磁波能量形成能帶結構。
[0026]通過設計和制造光子晶體及其器件，可以達到控制光子運動的目的，實現(xiàn)折射率10000以上的等效光學結構。通過將光子晶體這種新的光學器件引入光程系統(tǒng)，可以研制具有小體積的光學延遲結構，實現(xiàn)脈沖激光的時間域(脈沖重復頻率)倍頻。
[0027]本發(fā)明在于解決已有激光技術中出現(xiàn)的時間域頻率瓶頸問題，提供一種倍頻裝置，實現(xiàn)現(xiàn)有激光器輸出的時間域(脈沖重復頻率)倍頻。例如實現(xiàn)閃光燈泵浦固體激光器的重復頻率從50Hz到100HZ、150HZ、200HZ甚至更高重復頻率的轉變輸出；或者實現(xiàn)脈沖二氧化碳激光器的重復頻率從100Hz到2000Hz、4000Hz、5000Hz輸出。
[0028]本發(fā)明的一種脈沖激光時間域倍頻裝置，包括被測激光光源，沿光路布置的耦合透鏡組、分光器、延遲器、合束器；耦合透鏡組，用于將被測激光光源輸出的激光聚到分光器；分光器，用于將輸出的激光按照比例等分束；延遲器，用于對分束的各路激光的光程增加；合束器，用于將經(jīng)延遲的各路激光進行合并，形成倍頻后的激光。
[0029]在一些優(yōu)選方案中，分光器和延遲器的組數(shù)一一對應；上述等分束為按照比例等分成2至10束。
[0030]在一些優(yōu)選方案中，該脈沖激光時間域倍頻裝置還包括后擴束鏡組，用于輸出激光的準直的，上述耦合透鏡組、分光器、延遲器、合束器、后擴束鏡組沿光路依次布置。
[0031]本發(fā)明通過對現(xiàn)有激光器輸出光束的時間域倍頻，利用偏振合成技術及光子晶體光程延遲技術，實現(xiàn)脈沖激光的重復頻率整數(shù)倍增加，在一定程度上解決脈沖重復頻率瓶頸問題。
[0032]實施例1
[0033]如圖1所示，為本發(fā)明脈沖激光時間域倍頻裝置實施例1的結構示意圖。沿光路依次布置耦合透鏡組1、分光器2、延遲器3、合束器4和后擴束鏡組5。
[0034]其中，耦合透鏡組I為由2片非球面透鏡組成的透鏡組，用于將激光器輸出的光匯聚到光波導中；分光器2為光波導分光器，用于將被測激光光源輸出的激光等分成6束；延遲器3，其由長度10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm的光子晶體波導構成，與激光器的重復頻率相對應，用于對各路輸出激光的光程增加，實現(xiàn)時間延遲；合束器4為光波導合束器，用于將各束光進行合并，形成時間域倍頻后的激光；后擴束鏡組5