專利名稱：多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于飛秒激光技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超快分子光學(xué)及其光物理、光化學(xué)、光生物學(xué)交叉學(xué)科的多波長(zhǎng)鈦寶石交叉鎖模獨(dú)立調(diào)諧飛秒激光器的核心部件，具體涉及一種多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件。
背景技術(shù)：
交叉鎖模飛秒激光器是用一根激光晶體構(gòu)成多個(gè)振蕩腔，當(dāng)多路激光產(chǎn)生振蕩時(shí)，多路光束之間出現(xiàn)嚴(yán)重的交叉耦合增益競(jìng)爭(zhēng)，只有通過平衡增益競(jìng)爭(zhēng)、適當(dāng)交叉耦合，彌散補(bǔ)償才能實(shí)現(xiàn)鎖模。由于多路飛秒激光束在一根激光晶體中交叉耦合通過，來(lái)回振蕩，共同實(shí)現(xiàn)鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)，所以稱之為交叉鎖模。
由于現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)各自獨(dú)立調(diào)諧的同步、相干飛秒光源，所以不能有效的進(jìn)行激光探針測(cè)量。例如研究光合作用原初反應(yīng)色素分子間的跨步能量傳遞，程控飛秒化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，多激發(fā)態(tài)原子、分子光譜學(xué)、諧振耦合打斷、鍵合生物大分子等，現(xiàn)有技術(shù)根本無(wú)能為力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了背景技術(shù)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)各自獨(dú)立調(diào)諧的同步、相干飛秒光源，不能有效進(jìn)行激光探針測(cè)量的技術(shù)問題。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，包括雙反射膜片M，其特殊之處在于所述的雙反射膜片M設(shè)置于泵浦源P的入射光處，該雙反射膜片M之后設(shè)置有聚焦透鏡L，所述聚焦透鏡L之后設(shè)置有折疊鏡M1、折疊鏡M2，所述的折疊鏡M1、折疊鏡M2之間設(shè)置有激光晶體Ti。
上述雙反射膜片M承接泵浦源P的入射角為45°入射光的a面中心S處、曲率半徑r＝2.5mm的面上可鍍從470nm～540nm的半反和不同比率的反射激光硬膜；所述雙反射膜片M的反射面b面上可鍍470nm～540nm45°入射全反激光硬膜；所述的雙反射膜片M的a面所鍍從470nm～540nm的半反和不同比率的反射激光硬膜，其不同比率與泵浦源P適應(yīng)雙波長(zhǎng)、三波長(zhǎng)或四波長(zhǎng)飛秒激光器的、可提供吸收泵浦功率8W、10W或12W的514nm、523nm或27nm的泵浦源相應(yīng)；所述雙反射膜片M的φ＝30mm。
上述聚焦透鏡L的兩面可鍍400nm～00nm的增透膜，其焦距f＝200mm。
上述折疊鏡M1、M2以采用曲率半徑r＝100mm的凹面反射鏡為佳，其內(nèi)表面可鍍700nm～900nm的全反激光硬膜。
上述折疊鏡M1以采用對(duì)470nm～540nm光的透過率為90％的雙色膜片為佳。
上述折疊鏡M1、M2可由一個(gè)雙折疊鏡構(gòu)成。
上述激光晶體Ti可采用品質(zhì)因數(shù)F＞200，尺寸為φ6×5mm/mm的兩端均為布氏窗切割的激光棒。
上述輔助膜片M3可采用從700nm～900nm的反射激光硬膜，所述輔助膜片M4可采用從700nm～900nm通帶內(nèi)有4％的透過率的激光硬膜。
上述折疊鏡M1可采用經(jīng)其反射的光束與激光晶體Ti光軸成～12°夾角、可出射到輔助膜片M4上的折疊鏡；折疊鏡M2可采用由其內(nèi)反射出的光束與激光晶體Ti光軸成～12°的夾角、可出射到輔助膜片M3上的折疊鏡；折疊鏡M1與輔助膜片M4之間距以為1m為佳；折疊鏡M2與輔助膜片M3之間距以0.8m為佳。
上述激光晶體Ti以采用摻鈦藍(lán)寶石為佳。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)利用本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)各自獨(dú)立調(diào)諧的同步、相干飛秒光源，能有效的進(jìn)行激光探針測(cè)量，例如研究光合作用原初反應(yīng)色素分子間的跨步能量傳遞，程控飛秒化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，多激發(fā)態(tài)原子、分子光譜學(xué)、諧振耦合打斷、鍵合生物大分子等。依照增益分配平衡好增益競(jìng)爭(zhēng)，確定好光束的具體泵浦功率之后，將其插入雙波長(zhǎng)、三波長(zhǎng)及四波長(zhǎng)激光器中，就能獲得所需的多波長(zhǎng)飛秒激光器運(yùn)轉(zhuǎn)。
附面說(shuō)明附圖
是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明主要由僅供實(shí)驗(yàn)交叉鎖模原理用。這些部件均安裝在一個(gè)防震臺(tái)上。參見附圖，泵浦源P發(fā)出的泵浦光束以45°入射角入射到雙反射膜片M的a面上的S鍍膜面處，透過a面由其b面反射回的光束1與S處反射的光束2經(jīng)聚焦透鏡L耦合到激光晶體Ti即摻鈦藍(lán)寶石棒的中心。雙反射膜片M之后為聚焦透鏡L，聚焦透鏡L之后是由折疊鏡M1和折疊鏡組成的折疊鏡，激光晶體Ti放在折疊鏡M1、M2之間。折疊鏡M1內(nèi)反射出的光束與激光晶體Ti的光軸成～12°夾角出射到輔助膜片M4上，由折疊鏡M2內(nèi)反射出的光束與激光晶體Ti的光軸成～12°的夾角出射到輔助膜片M3上。聚焦透鏡L的焦距f＝200mm，折疊鏡M1、M2的曲率半徑r＝100mm，折疊鏡M1與輔助膜片M4之間距可取1m，折疊鏡M2與輔助膜片M3之間距可取0.8m。按照雙波長(zhǎng)、三波長(zhǎng)、四波長(zhǎng)飛秒激光器，采用可提供吸收泵浦功率8W、10W、12W的514nm、523nm和527nm的泵浦源，以獲得穩(wěn)定的激光器運(yùn)轉(zhuǎn)。折疊鏡M1、M2可采用一個(gè)雙折疊鏡。
本發(fā)明采用雙獨(dú)立調(diào)諧飛秒激光器，用泵浦源P的泵浦光束514nm、527nm或532nm與雙反射膜片M成45°入射角8W激光射入雙反射膜片M的a面上的S處，獲得光束1及光束2均為4W的輻射，由聚焦透鏡L耦合進(jìn)激光晶體中，產(chǎn)生的激光可交叉分別通過折疊鏡M1、M2反射至輔助膜片M4和M3上，在輔助膜片M3的全反射光沿原路返回到，與在輔助膜片M4上的96％光束返回至激光晶體Ti相交叉，取得增益，再次放大，形成振蕩。將該多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件放入通用的“X”腔型或“Z”腔型激光器中，用控制內(nèi)腔彌散量同步雙色飛秒光脈沖，同時(shí)在激光晶體Ti中取得增益；微調(diào)光束1、2之比，大致平衡增益分配；改變雙反射膜片M的厚度，控制光束1、2在摻鈦藍(lán)寶石激光晶體Ti中的聚焦程度；用波長(zhǎng)片改變泵浦光束的偏振度，達(dá)到有效泵浦，獲得最佳鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，包括雙反射膜片M，其特征在于所述的雙反射膜片M設(shè)置于泵浦源P的入射光處，該雙反射膜片M之后設(shè)置有聚焦透鏡L，所述聚焦透鏡L之后設(shè)置有折疊鏡M1、折疊鏡M2，所述的折疊鏡M1、折疊鏡M2之間設(shè)置有激光晶體Ti。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，其特征在于所述的雙反射膜片M承接泵浦源P的入射角為45°入射光的a面中心S處、曲率半徑r＝2.5mm的面上鍍有從470nm～540nm的半反和不同比率的反射激光硬膜；所述雙反射膜片M的反射面b面上鍍有470nm～540nm45°入射全反激光硬膜；所述的雙反射膜片M的a面所鍍從470nm～540nm的半反和不同比率的反射激光硬膜，其不同比率與泵浦源P適應(yīng)雙波長(zhǎng)、三波長(zhǎng)或四波長(zhǎng)飛秒激光器的、可提供吸收泵浦功率8W、10W或12W的514nm、523nm或27nm的泵浦源相應(yīng)；所述雙反射膜片M的φ＝30mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，其特征在于所述的聚焦透鏡L的兩面鍍有400nm～00nm的增透膜，其焦距f＝200mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，其特征在于所述的折疊鏡M1、M2均為曲率半徑r＝100mm的凹面反射鏡，其內(nèi)表面鍍有700nm～900nm的全反激光硬膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，其特征在于所述的折疊鏡M1為對(duì)470nm～540nm光的透過率為90％的雙色膜片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，其特征在于所述的折疊鏡M1、M2由一個(gè)雙折疊鏡構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，其特征在于所述的激光晶體Ti為品質(zhì)因數(shù)F＞200，尺寸為φ6×5mm/mm的兩端均為布氏窗切割的激光棒。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，其特征在于所述的輔助膜片M3為從700nm～900nm的反射激光硬膜，所述輔助膜片M4為從700nm～900nm通帶內(nèi)有4％的透過率的激光硬膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，其特征在于所述的折疊鏡M1是經(jīng)其反射的光束與激光晶體Ti光軸成～12°夾角、可出射到輔助膜片M4上的折疊鏡；折疊鏡M2是由其內(nèi)反射出的光束與激光晶體Ti光軸成～12°的夾角、可出射到輔助膜片M3上的折疊鏡；折疊鏡M1與輔助膜片M4之間距為1m；折疊鏡M2與輔助膜片M3之間距為0.8m。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，其特征在于所述的激光晶體Ti為摻鈦藍(lán)寶石。
全文摘要
一種多波長(zhǎng)交叉鎖模飛秒激光器核心插件，其雙反射膜片M設(shè)置于泵浦源的入射光處，該雙反射膜片之后設(shè)置有聚焦透鏡，聚焦透鏡之后設(shè)置有折疊鏡，兩個(gè)折疊鏡之間設(shè)置有激光晶體。本發(fā)明解決了背景技術(shù)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)各自獨(dú)立調(diào)諧的同步、相干飛秒光源，不能有效進(jìn)行激光探針測(cè)量的技術(shù)問題。利用本發(fā)明能有效的進(jìn)行激光探針測(cè)量，研究諸如光合作用原初反應(yīng)色素分子間的跨步能量傳遞，程控飛秒化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，多激發(fā)態(tài)原子、分子光譜學(xué)、諧振耦合打斷、鍵合生物大分子等等。
文檔編號(hào)H01S3/02GK1635668SQ20031012475
公開日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2003年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者王水才, 賀俊芳, 蔡霞, 劉曉, 彭菊芳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所