[發明專利]一種脈沖間隔和數量可調節的超短激光脈沖分束方法及其裝置

無效

• 申請號: 201110397464.7
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102393567A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 楊勇;翟宏琛;王曉雷;馬忠洪;薛東旭;吳永麗
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B27/10;G02B27/28;G02B1/11
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

【技術領域】

本發明屬于脈沖數字全息技術領域，主要解決超快現象泵浦探測技術中多個探測脈沖的產生。

【背景技術】

在利用脈沖數字全息術對超快瞬態過程進行探測的過程中，為獲得超快瞬態過程不同時間分辨的變化過程，需要脈沖間隔連續可調的多個探測脈沖。現有的脈沖間隔可調的技術方法中，僅有通過分光平片和反射鏡組合的方法獲得探測脈沖，這種方法獲得的子脈沖串的能量利用率低，效率不超過50％，脈沖數量少，目前已報道的僅有3路，而且增加路數意味將添加更多的器件，使系統變得復雜，且穩定性差。目前，雖然已有通過雙折射晶體的分束方法獲得超過3路的分束裝置，但其無法實現脈沖間隔的連續可調。因此，目前尚無獲得脈沖數量在8個以上同時實現脈沖間隔連續可調的方法。

【發明內容】

本發明的目的是解決現有方法獲得的子脈沖的能量利用率不高、脈沖數量少、無法實現脈沖間隔連續可調的問題，依據脈沖數字全息技術的角分復用全息的要求，提供一種脈沖間隔和數量可調的超短激光脈沖分束方法及裝置，該裝置可以將一個超短激光脈沖經過本分束裝置后，產生具有脈沖間隔可調且傳播方向相同的多個子脈沖，能量利用率高，大于90％，分束數量大于8路，脈沖間隔連續可調。

本方法設計了采用兩片楔形雙折射晶體滑動錯位的方法實現厚度調整，實現最小厚度的示意圖如圖1所示，實現最大厚度的示意圖如圖2所示。

本發明提供的脈沖間隔和數量可調的超短激光脈沖分束方法的具體步驟是：

第1、采用雙折射晶體分束方法，通過調整晶體的有效厚度，實現脈沖間隔的連續可調；每一組分束單元稱為雙折射晶體對，每組雙折射晶體對由兩片楔角相同的楔形雙折射晶體倒扣在一起組成；

第2、確定第一組雙折射晶體對可實現的最小厚度D_min和最大厚度D_max

根據所要獲得的子脈沖的最小的脈沖間隔Δτ_min，可計算出兩個相鄰脈沖間的最小光程差為ΔL_min＝Δτ_min·c，其中c為光在真空中的速度。因此，可以計算出第一組雙折射晶體對可實現的最小厚度其中，n_o和n_e分別為楔形雙折射晶體o光和e光的折射率。

同理，根據所要獲得的子脈沖的最大的脈沖間隔Δτ_max，可得到兩個相鄰脈沖間的最大光程差為ΔL_max＝Δτ_max·c，則第一組雙折射晶體對可實現的最大厚度

第3、確定楔形雙折射晶體對的數量m

根據所要獲得的子脈沖的數量M，確定楔形雙折射晶體對的數量m，二者的關系滿足，M＝2^m，m為大于等于1的整數；

第4、確定各雙折射晶體對的厚度及各片楔形雙折射晶體的楔角

為使獲得的各組雙折射晶體對具有相同的可利用的通光孔徑h，雙折射晶體對的厚度調節范圍需要滿足的關系是：(D_min～D_max)_i＝2^i-1(D_min～D_max)₁，(D_max)_i＝2^i-1(D_max)₁其中(D_min～D_max)_i表示第i組楔形雙折射晶體對的厚度從最小厚度D_min到最大厚度D_max的可調節范圍，且(D_min)_i≤D_i≤(D_max)_i，D_i表示第i組楔形雙折射晶體對的厚度，其中i＝1、2、…，m，(D_min～D_max)₁表示第1組楔形雙折射晶體對的厚度從最小厚度D_min到最大厚度D_max的可調節范圍，i為大于等于1的整數；