[發明專利]激光飛秒探針裝置

無效

• 申請號: 200810040992.5
• 申請日: 2008-07-25
• 公開（公告）號: CN101363798A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發明（設計）人: 蔡懿;王文濤;劉麗;夏長權;盧海洋;鄒璞;劉建勝
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63;G02F1/37;G02F1/355;G02B1/10
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及超快過程的探測，特別是一種激光飛秒探針光裝置。

背景技術

隨著激光的啁啾脈沖放大技術的發展，臺式激光器的輸出峰值功率獲得極大提高，達到拍瓦(10¹⁵W)量級，聚焦功率密度可達到10²²W/cm²，激光與物質相互作用產生了許多新現象，深入了解其作用過程對理解這些新現象起到至關重要的作用。

發明內容

為了對激光與物質相互作用的超快過程進行探測，提供一種激光飛秒探針光裝置。該裝置產生的探針光與主激光同步，脈寬可以達到飛秒量級，具有結構簡單和操作方便的特點。

本發明的技術解決方案如下：

一種激光飛秒探針裝置，特點是其構成包括：在主光路設置一分束片，該分束片將入射的激光束分成透射的探針光束和反射的主光束，沿探針光束設置共焦的第一凸透鏡、小孔光闌、第二凸透鏡、倍頻晶體、直角反射鏡和反射鏡，所述的第一凸透鏡和第二凸透鏡共焦，其焦距比為5:1，所述的小孔光闌位于所述的第一凸透鏡和第二凸透鏡的公共焦點上，所述的直角反射器由兩個互成90°的反射鏡構成，并固定在一個移動軸平行于入射光束的一維平移臺上，所述的反射鏡具有對基頻激光高透對倍頻探針光高反的膜層。

所述的分束片為兩面鍍介質膜，前表面介質膜對激光的反射率為90％，后表面對激光的透過率為99.7％。

所述的第一凸透鏡和第二凸透鏡共焦點，焦點位于兩鏡之間，能對光束直徑進行縮小而出射的光束仍為平行光，兩透鏡都是雙面鍍對主激光的高透射膜。

所述的倍頻晶體為LBO晶體，晶體按照匹配角切割。

所述的直角反射器由兩個互成90°的反射鏡構成，兩鏡都鍍有對倍頻光反射率為99％的膜層。

所述的反射鏡鍍有對倍頻光反射率大于95％，而對基頻光透過率大于99％的膜層。

本發明的特點是：

1、用于超強超快激光領域，本方法能獲得飛秒量級的探針光，能探測物質被激光電離的演化過程。

2、使用空間濾波器能濾去光束空間頻率的高頻成分，改善探針光質量。

3、使用倍頻激光作為探針光，可以避免在使用時探針光受主光路激光的干擾(產生干涉)。

4、與其他使用基頻探針光的方法相比，由于倍頻探針光對物質被激光電離產生的等離子體有更大的穿透深度，本方法可探測到更多等離子體的內部結構。

附圖說明

圖1本發明激光飛秒探針光裝置的光路圖。

圖2是本發明激光飛秒探針光裝置在實際激光打靶中的一個應用例子。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明做進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。

先請參閱圖1，圖1本發明激光飛秒探針光裝置的光路圖。由圖可見，本發明激光飛秒探針裝置的構成包括：在主光路設置分束片1，該分束片1將激光束分成透射的探針光束和反射的主光束，沿探針光束設置共焦的第一凸透鏡2、小孔光闌3、第二凸透鏡4、倍頻晶體5、直角反射鏡6和反射鏡7，所述的第一凸透鏡2和第二凸透鏡4共焦，所述的小孔光闌3位于所述的第一凸透鏡2和第二凸透鏡4的公共焦點，所述的直角反射器6由兩個互成90°的反射鏡構成，并固定在一個移動軸平行于入射光束的一維平移臺上，所述的反射鏡7具有對基頻激光高透對倍頻探針光高反的膜層。所述的分束片1為兩面鍍介質膜，前表面介質膜對激光的反射率為90％，后表面對激光的透過率為99.7％。所述的第一凸透鏡2和第二凸透鏡4共焦點，焦點位于兩鏡之間，其焦距比為5:1，能對光束直徑進行縮小而出射的光束仍為平行光，兩透鏡都是雙面鍍對主激光的高透射膜。所述的倍頻晶體5為LBO晶體，晶體按照匹配角切割。所述的直角反射器6由兩個互成90°的反射鏡構成，兩鏡都鍍有對倍頻光反射率為99％的膜層。所述的反射鏡7鍍有對倍頻光反射率大于95％，而對基頻光透過率大于99％的膜層。

分束片1將激光A分成探針光束B和主光束C；反望遠鏡設計的凸透鏡2和凸透鏡4對探針光束B進行縮束，縮束比為5：1，提高光束的亮度，使倍頻時有更高的效率；兩透鏡的共同焦點上放置有直徑為15微米的小孔光闌3，能對光束進行空間濾波，提高光束質量；然后由倍頻晶體5對光進行倍頻；利用直角反射鏡6調節倍頻光與主光路C的延遲時間，直角反射鏡6固定在一個一維平移臺上，要求平移臺移動軸與進入的光束相平行，保證調節光路延時時，出射光斑不移動；反射鏡7鍍有對倍頻光高反射而對基頻光高透射的膜層，能濾去探針光中的基頻成分。