[發明專利]一種被動相位鎖定裝置

有效

• 申請號: 201811214244.4
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109459385B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 王國棟;張春峰;吳雪煒;肖敏
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G02B27/28
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明實施例公開了一種被動相位鎖定裝置，包括分束鏡單元、光路延遲單元、光路補償單元以及光路接收單元；分束鏡單元包括第一分束鏡和第二分束鏡，第一分束鏡用于將光源發出的光束分為反射光束和透射光束；第二分束鏡用于將反射光束分為第一反射光束和第一透射光束，將透射光束分為第二反射光束和第二透射光束；光路延遲單元包括第一光路延遲單元、第二光路延遲單元和第三光路延遲單元；光路補償單元包括第一光路補償單元和第二光路補償單元，各光路延遲單元和各光路補償單元分別位于各光束的傳播路徑上并用于延遲或者補償各光束。本發明的技術方案可以實現四個光束的相位鎖定以及光程差連續可調，被動相位鎖定裝置結構簡單且操作簡便。

技術領域

本發明實施例涉及光學技術領域，尤其涉及一種被動相位鎖定裝置。

背景技術

超快二維電子光譜實驗探測的是樣品先后經過三束具有一定可控時間延遲的脈沖激光A、B、C作用后產生的微弱的三階非線性光學響應。樣品經過第一束激光脈沖A激發之后處于一個相干態，故A和B之間的時間延遲稱為相干時間，其間包含相位的演化；而樣品經過第二個脈沖B作用后處于一個布居態，故B和C之間的時間延遲稱為布居時間，其間沒有相位的演化；最后，樣品經過第三個脈沖C作用后又處于相干態，并發射出一個三階非線性極化信號，通常使用一個相位與之鎖定的本機振蕩脈沖通過外差檢測的方法探測該微弱信號的振幅和相位信息。因此，在二維光譜實驗中，脈沖A和B，以及脈沖C和本機振蕩脈沖之間需要實現相位的鎖定。

現有階段可以實現二維傅里葉變換光譜中相位穩定的方法分為被動式穩定方法和主動式穩定方法。其中，使用光柵來做分束鏡是一種實現被動相位鎖定的方法，但是，光柵在分束時會產生較大的角度色散；使用負反饋電路來調節光路中的光程是一種實現主動相位鎖定的方法，但是需要額外的干涉儀、反饋電路以及控制器，結構過于復雜。

發明內容

本發明提供一種被動相位鎖定裝置，以實現簡化裝置結構，降低裝置搭建成本，降低裝置操作難度，同時，使得該被動相位鎖定裝置可適用于采用可見光作為光源的情況。

第一方面，本發明實施例提供了一種被動相位鎖定裝置，該裝置包括分束鏡單元、光路延遲單元、光路補償單元以及光路接收單元；

其中，分束鏡單元包括第一分束鏡和第二分束鏡，第一分束鏡用于將光源發出的光束分為反射光束和透射光束；第二分束鏡位于第一分束鏡遠離光源的一側，用于將反射光束分為第一反射光束和第一透射光束，將透射光束分為第二反射光束和第二透射光束；

光路延遲單元包括第一光路延遲單元、第二光路延遲單元和第三光路延遲單元；光路補償單元包括第一光路補償單元和第二光路補償單元；

其中，第一光路延遲單元位于第一分束鏡與第二分束鏡之間且位于反射光束的傳播路徑上，用于延遲反射光束；第二光路延遲單元位于第二反射光束的傳播路徑上，用于延遲第二反射光束；第三光路延遲單元位于第二透射光束的傳播路徑上，用于延遲第二透射光束；第一光路補償單元位于第一反射光束的傳播路徑上，用于補償第一反射光束；第二光路補償單元位于第一透射光束的傳播路徑上，用于補償第一透射光束；

或者，第一光路延遲單元位于第一分束鏡與第二分束鏡之間且位于透射光束的傳播路徑上，用于延遲透射光束；第二光路延遲單元位于第一反射光束的傳播路徑上，用于延遲第一反射光束；第三光路延遲單元位于第一透射光束的傳播路徑上，用于延遲第一透射光束；第一光路補償單元位于第二反射光束的傳播路徑上，用于補償第二反射光束；第二光路補償單元位于第二透射光束的傳播路徑上，用于補償第二透射光束；

光路接收單元用于分別接收第一反射光束、第一透射光束、第二反射光束和第二透射光束。

進一步地，該裝置還包括第一反射鏡和第二反射鏡；

第一反射鏡位于第一分束鏡一側，用于接收反射光束并將反射光束反射至第二分束鏡；