[發(fā)明專利]一種飛秒光參量放大器輸出波長自動調(diào)諧的升級方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110450895.5
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102520560A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱子鵬;李科;楊平;呂永衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/39
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 戎文華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明與飛秒激光光參量放大器的調(diào)諧方法有關(guān)，具體是一種使手動飛秒光參量放大器升級為輸出波長自動調(diào)諧的方法。

背景技術(shù)

飛秒激光在物理學(xué)﹑化學(xué)﹑生物醫(yī)學(xué)﹑材料科學(xué)等許多科研和實踐領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。飛秒激光系統(tǒng)中的光參量放大器（OPA）能在一定范圍內(nèi)調(diào)諧系統(tǒng)的輸出波長值，為飛秒激光的應(yīng)用，尤其在激光光譜方面，提供了多樣性。飛秒OPA是研究各種新材料和新器件激光光譜的重要的科學(xué)儀器。

現(xiàn)有技術(shù)，如公開號為?CN1949072?的“一種利用皮秒脈沖泵浦的飛秒光參量放大的方法”，用一級OPA放大器便可使10飛秒的脈沖獲得足夠高的增益；還有如，公開號為CN101820130A的一種“非共線單次啁啾脈沖光參量放大系統(tǒng)的調(diào)整方法”?，采用該方法能夠簡單快速地確定非線性晶體的角度和泵浦光的傳輸方向；公開號為CN101211088的一種“單晶體可調(diào)諧寬帶非共線飛秒光參量放大方法及裝置”，提出了一種結(jié)構(gòu)相對簡單和成本較低的新的參量放大方法；公開號為CN1687841的一種“混合注入式飛秒激光光學(xué)參量放大器裝置”，提出了一種高效﹑穩(wěn)定且具有良好光譜純凈度的參量放大器；公開號為CN101216654的“一種提高光參量放大器輸出放大信號光脈沖和光束質(zhì)量的方法”，可有效地保證高能量OPA輸出信號脈沖的信噪比和光束質(zhì)量。

由上述近年發(fā)表的有關(guān)飛秒OPA的部分專利可以看出，盡管飛秒OPA的關(guān)鍵技術(shù)已日臻成熟，并且飛秒OPA的制造已商業(yè)化，現(xiàn)有OPA在應(yīng)用于具體科研和實踐時，仍然存在著一些不盡如人意和需要改進(jìn)之處。本發(fā)明即提出一項對現(xiàn)有OPA的改進(jìn)方法，將早期的手動調(diào)諧的OPA升級為自動調(diào)諧。

一些早期飛秒激光系統(tǒng)中配備了手動調(diào)諧波長的OPA，而手動OPA的操作對于初學(xué)者是不易掌握的。以Coherent公司的OPA?9450為例，在調(diào)諧輸出波長時，先要將光參量放大晶體的角度設(shè)置好，然后手動來回反復(fù)調(diào)諧一﹑二次延時調(diào)節(jié)臺位置以獲得最大輸出信號功率。在此調(diào)諧過程中很容易失去OPA的輸出信號，因為無論是一次還是二次延時調(diào)節(jié)臺的位置稍有偏差（1～2微米），OPA的輸出就會大幅衰減甚至丟失。因此操作人員需要經(jīng)過專門的培訓(xùn)和繁瑣的操練才能迅速準(zhǔn)確地調(diào)諧OPA的波長，問題的原因在于該OPA的光路復(fù)雜，元件較多，在手調(diào)波長時，很容易失去參量放大晶體內(nèi)泵浦和種子激光脈沖的時間或空間重疊，從而失去了OPA的信號輸出。手動調(diào)諧OPA的復(fù)雜性制約了OPA功能的充分發(fā)揮。如果重新購置一個自動的OPA，一方面費用太高；另一方面，自動OPA與原有系統(tǒng)中的其它部件存在著功率和性能的匹配問題，即自動OPA和原系統(tǒng)的組合不一定能使各個部件的性能都得到充分利用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有手動OPA調(diào)諧波長困難，應(yīng)用時需要較長時間的操練和摸索才能掌握的問題，本發(fā)明提供一種飛秒光參量放大器輸出波長自動調(diào)諧的升級方法。

本發(fā)明所提供的一種飛秒光參量放大器輸出波長自動調(diào)諧的升級方法，該方法是拆除手動OPA上的OPA晶體角度調(diào)諧旋鈕、一次延時調(diào)節(jié)臺調(diào)諧旋鈕和二次延時調(diào)節(jié)臺調(diào)諧旋鈕，代之以計算機(jī)控制的電動執(zhí)行器（包括控制器和驅(qū)動機(jī)構(gòu)兩部分），由光功率計測量OPA輸出信號功率來監(jiān)控調(diào)諧過程，并在Labview程序環(huán)境下，由計算機(jī)實現(xiàn)OPA波長的調(diào)諧控制。

在上述技術(shù)方案中，所述計算機(jī)實現(xiàn)OPA控制是由一多項式擬合函數(shù)調(diào)諧OPA晶體角度，由下坡單純形算法調(diào)諧OPA一次延時調(diào)節(jié)臺位置和二次延時調(diào)節(jié)臺位置；所述一多項式擬合函數(shù)是基于實驗數(shù)據(jù)的多項式擬合函數(shù)；所述計算機(jī)控制是在Labview程序環(huán)境下進(jìn)行OPA控制。

本發(fā)明所提供的一種飛秒光參量放大器輸出波長自動調(diào)諧的升級方法，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過用計算機(jī)控制的電動執(zhí)行器取代手動OPA在OPA晶體角度﹑一次延時調(diào)節(jié)臺和二次延時調(diào)節(jié)臺處的調(diào)諧旋鈕，并由光功率計測量OPA輸出信號功率作為調(diào)節(jié)效果評價，在Labview程序環(huán)境下，實現(xiàn)了計算機(jī)OPA自動調(diào)諧。升級后的OPA大大縮短了調(diào)諧波長的時間，提高了輸出波長的準(zhǔn)確度，而且具有連續(xù)調(diào)諧波長，使調(diào)諧波長的操作變得簡便快捷的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明OPA自動調(diào)諧的升級方案示意圖；

圖2是本發(fā)明下坡單純形法的動作示意圖；

圖3是本發(fā)明下坡單純形法的算法；

圖4是本發(fā)明OPA的自動調(diào)諧曲線。

具體實施方式