[實(shí)用新型]一種強(qiáng)激光聚焦裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920202052.1
• 申請(qǐng)日: 2009-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN201589922U
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈常宇;李可;侯強(qiáng)龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量學(xué)院
• 主分類號(hào): G02F1/35
• 分類號(hào): G02F1/35
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型提供了一種強(qiáng)激光聚焦裝置，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及激光聚焦領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在需要用到強(qiáng)激光且光斑斑點(diǎn)比較細(xì)小的領(lǐng)域，激光需要進(jìn)一步進(jìn)行聚焦，目前的激光聚焦主要采用透鏡或透鏡組實(shí)現(xiàn)激光的聚焦。在強(qiáng)激光照射下，特別是在高強(qiáng)度脈沖激光下，聚焦透鏡及其容易損壞且焦點(diǎn)光斑較大；并且透鏡組的成本較高，靈活性不夠，而且由于熱透鏡效應(yīng)，聚焦焦點(diǎn)容易漂移。

利用強(qiáng)激光在高非線性介質(zhì)中的自聚焦效應(yīng)，采用高非線性系數(shù)的克爾介質(zhì)作為強(qiáng)激光的聚焦介質(zhì)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)激光的自聚焦，相比聚焦透鏡或透鏡組，具有成本低，聚焦光斑小，且焦點(diǎn)位置穩(wěn)定的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種強(qiáng)激光聚焦裝置。該裝置不需要傳統(tǒng)的聚焦透鏡或透鏡組，而是利用強(qiáng)激光在高非線性介質(zhì)中的自聚焦效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)激光的聚焦。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定等特點(diǎn)。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

本實(shí)用新型由石英入射窗和出射窗(1)，玻璃管(2)，注液口(3)和高非線性系數(shù)液體(4)構(gòu)成，所述的石英入射窗和出射窗(1)為厚度范圍為1-3mm，直徑為1cm-3cm透明的石英圓片，玻璃管(2)上設(shè)有注液口(3)，玻璃管(2)中裝有高非線性系數(shù)液體(4)，玻璃管(2)兩端設(shè)有石英入射窗和出射窗(1)，強(qiáng)激光垂直照射到本裝置的入射窗口上，進(jìn)入到玻璃管，入射到高非線性系數(shù)的液體中，從出射窗口射出。

所述的玻璃管為管壁厚度為1-2mm，管壁外徑為1-3cm，管長(zhǎng)為2-5cm的透明玻璃管，石英入射窗和出射窗與玻璃管兩端用高性能膠水粘牢、密封。

所述的注液口為口徑為2-4mm，在玻璃管上開口，并帶有口塞，均為玻璃材質(zhì)。

所述的高非線性系數(shù)的液體為CS₂液體或者CCl₄液體。

本實(shí)用新型的工作原理是：強(qiáng)激光垂直照射到本裝置的入射窗口上，進(jìn)入到玻璃管，入射到高非線性系數(shù)的液體中，由于液體的高非線性效應(yīng)，當(dāng)激光強(qiáng)度在一定的閾值之上時(shí)，產(chǎn)生克爾效應(yīng)，激光發(fā)生自聚焦，從出射窗口射出；自聚焦的焦距可調(diào)，由注滿高非線性系數(shù)液體的玻璃管長(zhǎng)度確定。

附圖說明

圖1是一種強(qiáng)激光聚焦裝置圖；

圖2是強(qiáng)激光聚焦光路示意圖；

圖3是強(qiáng)激光光斑中心的強(qiáng)度在本裝置中隨傳輸路徑的變化關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：

參見附圖1，一種強(qiáng)激光聚焦裝置，其構(gòu)造為：石英入射窗和出射窗1，玻璃管2，注液口3和高非線性系數(shù)液體4。石英入射窗的厚度為2mm，直徑為2cm；玻璃管的直徑為2cm，管壁厚度為1mm，管長(zhǎng)為2cm；注液口的位置對(duì)稱分布于離玻璃管兩端0.5cm位置，注液口口徑為1mm；從注液口向玻璃管中注入液態(tài)CS₂，其線性折射率為和非線性系數(shù)分別為n₀＝1.62，n₂＝1.3×10^-11esu。入射的激光波長(zhǎng)為λ＝532nm，此時(shí)CS₂的折射率滿足方程(1)，

n＝n₀+n₂|A|²??????????????????????(1)

其中A為入射激光的振幅，它與激光強(qiáng)度的關(guān)系為I＝|A|²。可以看出，CS₂的折射率隨著激光強(qiáng)度的增大而增大，當(dāng)激光強(qiáng)度達(dá)到或超過閾值功率密度100KW/cm²時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)激光光束的自聚焦，激光聚焦后的功率密度最高可以達(dá)到400KW/cm²，如附圖2和附圖3所示。