[發明專利]一種飛秒光參量放大器輸出波長自動調諧的升級方法

無效

• 申請號: 201110450895.5
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102520560A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 朱子鵬;李科;楊平;呂永衛
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/39
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明與飛秒激光光參量放大器的調諧方法有關，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諧的方法。

背景技術

飛秒激光在物理學﹑化學﹑生物醫學﹑材料科學等許多科研和實踐領域得到了廣泛的應用。飛秒激光系統中的光參量放大器（OPA）能在一定范圍內調諧系統的輸出波長值，為飛秒激光的應用，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儀器。

現有技術，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的調整方法”?，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“單晶體可調諧寬帶非共線飛秒光參量放大方法及裝置”，提出了一種結構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參量放大器裝置”，提出了一種高效﹑穩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量。

由上述近年發表的有關飛秒OPA的部分專利可以看出，盡管飛秒OPA的關鍵技術已日臻成熟，并且飛秒OPA的制造已商業化，現有OPA在應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之處。本發明即提出一項對現有OPA的改進方法，將早期的手動調諧的OPA升級為自動調諧。

一些早期飛秒激光系統中配備了手動調諧波長的OPA，而手動OPA的操作對于初學者是不易掌握的。以Coherent公司的OPA?9450為例，在調諧輸出波長時，先要將光參量放大晶體的角度設置好，然后手動來回反復調諧一﹑二次延時調節臺位置以獲得最大輸出信號功率。在此調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節臺的位置稍有偏差（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過專門的培訓和繁瑣的操練才能迅速準確地調諧OPA的波長，問題的原因在于該OPA的光路復雜，元件較多，在手調波長時，很容易失去參量放大晶體內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。手動調諧OPA的復雜性制約了OPA功能的充分發揮。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和原系統的組合不一定能使各個部件的性能都得到充分利用。

發明內容

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

本發明所提供的一種飛秒光參量放大器輸出波長自動調諧的升級方法，該方法是拆除手動OPA上的OPA晶體角度調諧旋鈕、一次延時調節臺調諧旋鈕和二次延時調節臺調諧旋鈕，代之以計算機控制的電動執行器（包括控制器和驅動機構兩部分），由光功率計測量OPA輸出信號功率來監控調諧過程，并在Labview程序環境下，由計算機實現OPA波長的調諧控制。

在上述技術方案中，所述計算機實現OPA控制是由一多項式擬合函數調諧OPA晶體角度，由下坡單純形算法調諧OPA一次延時調節臺位置和二次延時調節臺位置；所述一多項式擬合函數是基于實驗數據的多項式擬合函數；所述計算機控制是在Labview程序環境下進行OPA控制。

本發明所提供的一種飛秒光參量放大器輸出波長自動調諧的升級方法，在現有技術的基礎上，通過用計算機控制的電動執行器取代手動OPA在OPA晶體角度﹑一次延時調節臺和二次延時調節臺處的調諧旋鈕，并由光功率計測量OPA輸出信號功率作為調節效果評價，在Labview程序環境下，實現了計算機OPA自動調諧。升級后的OPA大大縮短了調諧波長的時間，提高了輸出波長的準確度，而且具有連續調諧波長，使調諧波長的操作變得簡便快捷的特點。

附圖說明

圖1是本發明OPA自動調諧的升級方案示意圖；

圖2是本發明下坡單純形法的動作示意圖；

圖3是本發明下坡單純形法的算法；

圖4是本發明OPA的自動調諧曲線。

具體實施方式