[發明專利]頻率線性啁啾脈沖分束與整形裝置

有效

• 申請號: 201310016390.7
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103091858A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 閆愛民;陳慧麗;石旺舟;胡志娟;朱瑞興
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: G02B27/44
• 分類號: G02B27/44;G02B27/09;G02B27/10
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳澤群

技術領域

本發明涉及體全息光柵的波分復用與整形技術，更具體地說，是涉及一種頻率線性啁啾脈沖分束與整形裝置。

背景技術

超短脈沖激光具有高時間分辨率和豐富的頻譜等特點，在強場物理、超快成像和激光光譜學等領域得到廣泛應用。由于寬光譜特性，人們可使用棱鏡或光柵等光學色散元件對啁啾脈沖進行整形。體全息光柵是一種衍射光學元件，由于具有光學并行傳輸和處理、無干擾交叉傳輸、光束三維傳播自由度以及空間和頻率的多維復用等優點，具有高衍射效率和大的信息容量從而在光學存儲和彩色全息倍受關注外，在脈沖激光濾波和整型方面成為近期的研究熱點。

在D.E.Leaird,A.M.Weiner,Femtosecond?direct?space-to-timepulse?shaping?in?an?integrated-optic?configuration,Opt.Lett.2004,29:1551-1553.的期刊中，Leaird等人提出時域Fourier變換進行整形的方法，將光柵與透鏡共同組成零色散脈沖壓縮4f系統，入射超短光脈沖的各頻率成分由第一塊光柵在空間被色散開，然后由透鏡聚焦到其后焦平面上形成衍射極限光斑，空間光調制器對各Fourier分量進行調制，第二個透鏡和光柵合成為單一準直光束，獲得整形的輸出脈沖。但是，現有技術中超短脈沖激光具有很寬的頻譜，凸透鏡會帶來嚴重的色差，導致輸出脈沖波形不理想。另外空間光調制器的損傷域值低，大功率的超短脈沖入射會損壞而不能進行光學相位調制，而且實驗中用多個分離的光學元件，對光路調節精度要求高，穩定性不好，這些缺點限制了4F結構的應用。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種頻率線性啁啾脈沖分束與整形裝置。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種頻率線性啁啾脈沖分束與整形裝置,包括：一組復用體全息光柵，由多個記錄在同一空間內的體全息光柵組成，其光柵矢量方向不同，光柵厚度和光柵間距相同，用于將入射啁啾脈沖分成多路不同方向和中心頻率不同的啁啾脈沖；一組整形體全息光柵，由多個記錄在不同空間位置的體全息光柵組成，其光柵間距不同，光柵矢量和光柵厚度相同，用于對分離的多路線性啁啾脈沖進行整形；以及一塊光折變晶體平板，復用體全息光柵和整形體全息光柵都集成在該平板內，可為單摻雜鈮酸鋰晶體，雙摻雜鈮酸鋰晶體；并且復用體全息光柵的光柵矢量與傳播方向的夾角度線性遞增，整形體全息光柵的光柵間距也線性遞增。

與現有技術相比，采用本發明的頻率線性啁啾脈沖分束與整形裝置，包括一塊光折變晶體平板和多個體全息光柵；所有的體全息光柵分為兩組，都按照一定規律記錄在光折變晶體平板內，一組為多路復用體全息光柵，其光柵矢量方向不同，其他特征參數相同，另一組為整形體全息光柵，其光柵間距不同，其他特征參數相同，分別放置在每路啁啾脈沖激光后面對脈沖進行整形。本發明將分束用和整形用的體全息光柵都集成于單塊光折變晶體平板內，結構緊湊，穩定可靠，將體全息光柵的波分解復用技術和整形技術有機結合，可對一般啁啾脈沖激光脈沖實現頻移和整形，尤其適用于大能量高功率的啁啾脈沖系統。

本發明的頻率線性啁啾脈沖分束與整形裝置通過復用體全息光柵將線性啁啾脈沖分束，同時利用體全息光柵的布拉格衍射特性，控制輸出脈沖的波形及中心頻率，實現了對頻率線性啁啾激光脈沖的整形。所使用的光折變晶體平板將諸多體全息光柵有效集成，實現了兩種功能器件優化組合的微小化光學集成系統，尤其適應于光通訊器件小型化和集成化發展的需要。

附圖說明

圖1是本發明的頻率線性啁啾脈沖分束與整形裝置的原理示意圖；

圖2是本發明實施例的頻率線性啁啾脈沖分束與整形裝置示意圖；

圖3是本發明的復用體全息光柵的衍射脈沖光譜強度分布圖；

圖4是本發明的整形體全息光柵的衍射脈沖光譜強度分布圖；

其中，1為入射頻率線性啁啾脈沖，2為光折變晶體平板，3為復用體全息光柵，4為整形體全息光柵，5為輸出啁啾脈沖。

具體實施方式

下面結合附圖以及實施例進一步說明本發明的技術方案。

請參閱圖1、圖2所示的一種頻率線性啁啾脈沖分束與整形裝置，包括入射頻率線性啁啾脈沖1，一組復用體全息光柵3和一組整形體全息光柵4，都集成在光折變晶體平板2內，經過分束和整形后輸出中心頻率和光譜寬度不同的啁啾脈沖5。