[實用新型]一種用于飛秒激光的聲光調(diào)制器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200620163366.1
• 申請日: 2006-12-01
• 公開（公告）號: CN201018186Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 畢昆;曾紹群;駱清銘;李德榮
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01S3/117
• 分類號: H01S3/117;G02F1/35
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于飛秒激光調(diào)制技術(shù)，具體涉及一種用于飛秒激光的聲光調(diào)制器(acoustic-optical?modulator，AOM)，它尤其適合于多光子激光掃描測量、成像、激光微加工等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

利用聲光調(diào)制器對激光功率的快速調(diào)制是一種應(yīng)用非常廣的技術(shù)，尤其在激光測量、成像和微加工等方面。并且聲光調(diào)制器在國內(nèi)外已有很大的市場。但這些聲光調(diào)制器都是針對連續(xù)光源，不能應(yīng)用于超短脈沖激光。而超短脈沖高瞬間峰值功率和高層析能力在激光成像和微加工領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用，是近幾年來國內(nèi)外應(yīng)用和研究的熱點。

美國專利No.6,804,000B2中使用單個棱鏡1補償單個聲光偏轉(zhuǎn)器2的空間色散(如圖1)，該發(fā)明不能對聲光偏轉(zhuǎn)器的時間色散進行補償，當(dāng)入射光波長改變時從棱鏡出射的光束會偏離光軸，使得后續(xù)的光路不再準直甚至無法使用。由于對于某個特定波長的激光，在光路中的光程是固定的，不能實現(xiàn)對相位的調(diào)制。

在E.A.Donley的“Double-pass?acousto-optic?modulator?system”(Review?of?Scientific?Instruments，2005)文章的中，使用了一個聲光偏轉(zhuǎn)器2、一個凸透鏡3和一個反射鏡4的結(jié)構(gòu)(如圖2)，聲光偏轉(zhuǎn)器2和反射鏡4分別位于凸透鏡3的前焦面和后焦面上，反射鏡4使光束原路返回。這種結(jié)構(gòu)決定了不能對聲光調(diào)制器帶來的時間色散進行任何的補償，反而會二次展寬脈沖寬度，使得出射光的脈沖寬度展寬許多，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于連續(xù)光領(lǐng)域，不能應(yīng)用于飛秒激光。同樣，光束在這種結(jié)構(gòu)的光程也是恒定的，不能實現(xiàn)對相位的調(diào)制。另外，由于這種結(jié)構(gòu)使得各個不同波長的激光束都能原路返回，使得各個波長的激光混疊在一起，不能實現(xiàn)對各個波長激光進行選擇性快速的切換。

飛秒激光的光譜寬度相對單色光來說非常寬，而聲光偏轉(zhuǎn)器是一種高色散光學(xué)元件，飛秒激光經(jīng)過聲光偏轉(zhuǎn)器后產(chǎn)生空間和時間色散，引起脈沖展寬和光斑發(fā)散。如圖3所示，入射光以布拉格角度i入射。零極光按直線傳播。一級光與零極光之間夾角為θ。當(dāng)該裝置用于飛秒激光調(diào)制時，一級光因光譜存在帶寬而存在Δθ的發(fā)散角，這會使原來的圓形光斑在掃描方向展為一橢圓，在脈沖時間寬度上也會因材料色散被展寬。該裝置降低了飛秒激光的瞬時功率和激發(fā)效率，喪失了飛秒激光的優(yōu)點。在現(xiàn)有系統(tǒng)中通常采用光柵對或棱鏡對來實現(xiàn)空間和時間色散的壓縮。聲光調(diào)制器近幾年來在激光光強調(diào)制的應(yīng)用中越來越來廣泛，但主要應(yīng)用于連續(xù)光領(lǐng)域，如果應(yīng)用于飛秒激光就會造成嚴重的空間和時間色散。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種用于飛秒激光的聲光調(diào)制器，該裝置可以很好地補償聲光調(diào)制器帶來的時間和空間色散。

本實用新型提供的用于飛秒脈沖的聲光調(diào)制器，包括兩個聲光偏轉(zhuǎn)器，兩個聲光偏轉(zhuǎn)器反向平行放置，且聲波頻率相等，兩個聲光偏轉(zhuǎn)器的間距為L，L值滿足(I)式要求：