[發明專利]基于邁克爾遜干涉儀的脈沖序列調制方法及調制器

有效

• 申請號: 201410145611.5
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103888111A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 姜瀾;余彥武;曹強;王青松
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H03K7/08
• 分類號: H03K7/08;H01S3/101
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于邁克爾遜干涉儀的脈沖序列調制方法和調制器，屬于超快激光領域。

背景技術

超快激光一般指脈寬小于10ps的脈沖激光，由于脈沖持續時間極短，因而具有很高的峰值功率和極高的瞬時光場強度，巨有很強的激發、調控及探測能力，因而在原子物理、化學（AH?Zewail-Femtochemistry:Atomic-scale?dynamics?of?the?chemical?bond.The?Journal?of?Physical?Chemistry?A,2000.）、生物以及精密制造等領域都有著重要應用。近年來在超快激光制造領域，基于電子狀態調控實現高精度高質量高效率制造（L?Jiang,P?Liu,X?Yan,N?Leng,C?Xu,H?Xiao,Y?Lu.High-throughput?rear-surface?drilling?of?microchannels?in?glass?based?on?electron?dynamics?control?using?femtosecond?pulse?trains.Optics?letters,2012.）的思想，得到國內外學者廣泛認可。電子狀態調控的一個具體方法是將超快激光脈沖調制為間隔在飛秒到皮秒量級的多個超快激光子脈沖構成的脈沖序列。然而，一般的超快激光器本身的脈沖重復頻率都很低，對應的脈沖間隔周期一般都不會短于納秒，如何獲取脈沖間隔為飛秒到皮秒量級的脈沖序列成為一個難題。飛秒到皮秒這么短的時間尺度已經遠遠超過一般電子設備的頻率響應極限，所以很難通過電學方法來實現這么短時間延遲的脈沖序列，本發明巧妙地提出了一種基于邁克爾遜干涉儀結構的光路，可以實現將一個超快激光脈沖分成由任意多個時間間隔為飛秒到皮秒量級的子脈沖構成的脈沖序列，并且子脈沖個數、各個子脈沖的延遲以及能量都可以精確調節和控制。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有超快激光器脈沖重復頻率低,無法產生間隔為飛秒到皮秒量級的脈沖序列，難以滿足科研和生產需要的問題，提供一種基于邁克爾遜干涉儀的光學脈沖序列調制方法及調制器，可以實現將一個超快激光脈沖調制成為多個時間間隔為飛秒到皮秒量級的子脈沖構成的脈沖序列，并且可以精確控制各子脈沖的能量和延遲，從而為相應超快激光領域的研究提供手段和工具。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

基于邁克爾遜干涉儀的脈沖序列調制方法，將一個超快激光脈沖逐級分光形成多個子脈沖，通過在每個分支光路的末端放置與光路垂直的反射鏡使各個子脈沖再原路逐級返回，最后從第一個分光鏡處輸出由這些子脈沖構成的脈沖序列，每一個分支光路都對應著一個獨立的子脈沖，因此級聯的次數，或者說末端分支的數量決定了最終輸出的脈沖序列中子脈沖的個數。通過平移反射鏡來調節對應分支光路的光程，即可達到調節子脈沖延遲的目的，當平移臺的分辨率為1um時，對應的時間延遲分辨率可達6.6fs。通過調節各個分支光路中的連續衰減片，可以調節和控制對應子脈沖的能量。

基于邁克爾遜干涉儀的脈沖序列調制器，包括：超快激光脈沖、分光鏡、連續衰減片、反射鏡、平移臺；

連接關系為：

超快激光脈沖入射到與激光傳播方向成45度放置的分光鏡（第一級分光鏡），被分成互相垂直的兩個子脈沖，這兩個子脈沖又分別經過一個分光鏡（第二級分光鏡）再次被分光，形成四個子脈沖，在四個子脈沖各自傳播路徑上，分別放置一個連續衰減片，最后再用一個與對應激光脈沖傳播方向垂直的反射鏡，使這四個子脈沖各自沿原路返回。末端反射鏡分別安裝在平移臺上。

有益效果

本發明的基于邁克爾遜干涉儀的脈沖序列調制方法及調制器，采用垂直放置的單個反射鏡代替常規的直角反射鏡對來實現光程延遲，不僅簡化了延遲結構本身，而且由于經過延遲后的脈沖沿原路返回，之前用來分光的分光鏡同時又充當合束鏡，大大簡化了系統整體的復雜度。

本發明的基于邁克爾遜干涉儀的脈沖序列調制方法及調制器，采用邁克爾遜干涉儀光路進行級聯擴展的方法來控制子脈沖個數，原理簡單，可擴展性強，各個子脈沖的能量和延遲控制相互獨立，使用和調節非常方便。

附圖說明

圖1是本發明專利的一個四脈沖實施例的光學原理示意圖。

其中1—超快激光脈沖，2—分光鏡，3—連續衰減片，4—反射鏡，5—平移臺。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明做進一步說明。

實施例1

基于邁克爾遜干涉儀的脈沖序列調制方法，實施步驟如下：