[發明專利]一種飛秒綠光同步泵浦的飛秒光學參量振蕩器

在審

• 申請號: 201610003424.2
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105428988A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 魏志義;田文龍;孟祥昊;王兆華;朱江峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所;西安電子科技大學
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109;H01S3/108;H01S3/105;H01S3/094
• 代理公司: 北京市英智偉誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11521
• 代理人: 劉丹妮

1.一種飛秒綠光同步泵浦的飛秒光學參量振蕩器，其特征在于，所述飛秒光學參量振蕩器包括：全固態飛秒鎖模Yb激光器、第一半波片、第一聚焦透鏡、倍頻晶體、第一雙色鏡、第二聚焦透鏡、第二半波片、第二雙色鏡、偏振分光棱鏡、第三半波片、第三雙色鏡、第四雙色鏡、第三聚焦透鏡、第一凹面鏡、參量晶體、第二凹面鏡、第一平面反射鏡、輸出鏡、第二平面反射鏡；

所述全固態飛秒鎖模Yb激光器，用于輸出波長在1μm附近的飛秒鎖模激光脈沖以作為待倍頻的飛秒激光；

所述第一半波片，用于調整飛秒激光的偏振狀態；

所述第一聚焦透鏡，用于接收透過第一半波片的飛秒激光并聚焦到倍頻晶體上；

所述倍頻晶體，用于將飛秒激光倍頻以產生飛秒綠光的非線性晶體；

所述第一雙色鏡，其對飛秒綠光45度高反且對1μm基頻光高透以用于將倍頻光和基頻光分開；

所述第二聚焦透鏡，用于接收反射自第一雙色鏡的飛秒綠光并對其準直；

所述第二半波片，用于調整透過第二聚焦透鏡的飛秒綠光的偏振狀態；

所述第二雙色鏡，其對飛秒綠光45度高反且對1μm基頻光高透以用于將倍頻光和基頻光分開；

所述偏振分光棱鏡，用于選擇反射自第二雙色鏡的飛秒綠光的偏振狀態，并與第二半波片一同用于調節泵浦功率；

所述第三半波片，用于調整來自偏振分光棱鏡的飛秒綠光的偏振狀態；

所述第三雙色鏡和第四雙色鏡，其均對飛秒綠光45度高反且對1μm基頻光高透以用于將倍頻光和基頻光分開；

所述第三聚焦透鏡，用于將反射自第四雙色鏡的飛秒綠光聚焦到參量晶體上；

所述參量晶體，用于產生參量信號光的非線性晶體，其置于第一凹面鏡和第二凹面鏡之間；

所述第一凹面鏡和第二凹面鏡，用于形成共焦諧振腔結構；

所述第一平面反射鏡，用于反射來自第二凹面鏡的參量信號光并使其正入射到輸出鏡上；

所述輸出鏡，用于構成參量諧振腔的一個端鏡并輸出一部分信號光；

所述第二平面反射鏡，用于按原路反射返回來自第一凹面鏡的參量信號光以構成參量諧振腔的另一個端鏡。

2.根據權利要求1所述的飛秒光學參量振蕩器，其特征在于，所述全固態飛秒鎖模Yb激光器為LD泵浦的Yb摻雜增益介質的飛秒振蕩器，中心波長在1μm附近，輸出平均功率大于3W，脈沖寬度為100fs，重復頻率為80MHz；優選地，所述全固態飛秒鎖模Yb激光器為LD泵浦的Yb摻雜增益介質的克爾透鏡鎖模飛秒振蕩器，所述中心波長為1030nm，所述輸出平均功率為7W；更優選地，所述Yb摻雜增益介質為Yb:KGW晶體。

3.根據權利要求1或2所述的飛秒光學參量振蕩器，其特征在于，所述倍頻晶體產生平均功率大于1.5W、脈沖寬度為120fs的飛秒綠光輸出；優選地，所述飛秒綠光的波長為515nm。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的飛秒光學參量振蕩器，其特征在于，所述倍頻晶體為硼酸鉍晶體、偏硼酸鋇晶體或三硼酸鋰晶體；優選地，所述倍頻晶體的通光長度為2.5mm。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的飛秒光學參量振蕩器，其特征在于，所述參量晶體為硼酸鉍晶體、偏硼酸鋇晶體或三硼酸鋰晶體；優選地，所述參量晶體的通光截面為3mm×3mm，通光長度為3mm，晶體切割角度為phi＝90度，theta＝174度，所述參量晶體的兩通光面分別鍍有對515nm/600-1100nm的增透膜；更優選地，所述參量晶體放置在五維平移臺上用于微調方位角和XYZ方向位置。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的飛秒光學參量振蕩器，其特征在于，所述第一聚焦透鏡的兩面均鍍有對飛秒激光增透的介質膜，優選地鍍有對1μm波長增透膜，焦距優選為75mm；所述第二聚焦透鏡和第三聚焦透鏡的兩面均鍍有對飛秒綠光增透的介質膜，優選地鍍有對515nm波長增透膜，焦距優選為150mm。