[發明專利]一種多色超快激光產生裝置

有效

• 申請號: 201911087365.1
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110908128B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 劉軍;黃舜林;王鵬;申雄
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種多色超快激光產生裝置，可以產生多色環形共心的超快激光，通過對入射光分束，然后經分光元件分成兩路，其中一路光經軸錐棱鏡和透鏡聚焦，另一路經透鏡聚焦，兩路光經第二分合光元件，合成一束，聚焦到透明固體，如玻璃內，經光學非線性過程產生不同顏色即不同波長的，環形的，共心的激光。該裝置可以一次同時產生多個環帶的激光，每個環帶激光的波長不同，波長可覆蓋深紫外，紫外，可見光，及中遠紅外等整個光波波段。結構緊湊，經濟實用。產生的新波長激光，在光通信，光鑷，微粒子捕獲和遷移，離子加速，顯微成像，生物成像，半導體制造如光刻等方面有重要應用價值。

技術領域

本發明涉及多色超快激光產生及應用領域。在光通信，光鑷，微粒子捕獲和遷移，離子加速，顯微成像，生物成像，半導體制造如光刻等方面有重要應用價值。

技術背景

超快激光在物理，化學，生物等科學領域有著重要的應用。通過級聯非線性過程，如級聯四波混頻可以一次性產生多個中心波長可調的超快激光光斑，具有很好的應用前景。而以往技術產生的超快多色光大多是一字排開的點光斑，或者是二維陣列排布的點光斑。這在一定程度上限制了該光源的使用范圍。

本發明提供了一種簡潔方便的方法，一次同時產生多色的環狀的共心的超快激光。本發明裝置結構緊湊，對于拓展超快多色光的應用有重要的意義。

發明內容

為了方便的一次同時產生多色的環狀的共心的超快激光，該方法和裝置使用了錐棱鏡和透鏡來聚焦入射光，利用錐透鏡的光線折變功能，實現環狀聚焦，和另一路聚焦光線在透明材料內發生非線性光學作用，如級聯四波混頻效應，從而產生多色多環的超快激光。該裝置結構簡單緊湊，調節方便，多色光覆蓋的光譜范圍寬。

本發明的技術解決方案如下：

一種多色超快激光產生裝置，包括：第一分合光元件，第一聚焦元件，第二聚焦元件，第一錐透鏡，第一反射鏡，第二反射進鏡，第二分合光元件，第一透明材料，延遲線，所述的第一分合光元件(如二向色分光鏡)把入射光分為兩路，其中一路光經第一聚焦元件聚焦(比如平凸玻璃透鏡)，經第一反射鏡反射后，透過第二分合光元件，入射到第一透明材料(如熔融石英玻璃)內，另外一路光經第一錐透鏡(如熔融石英錐透鏡)和第二聚焦元件，兩者順序可反，聚焦，經第二反射進鏡反射后，經第二分合光元件反射后，也入射到第一透明材料內。所述兩路光光程相等，可通過延遲線調節，所述兩路光經第二分合光元件后要保持共線，以使產生的多色光共心。

所述的第一錐透鏡和第二聚焦元件可以實現環狀聚焦功能，進而實現環狀的多色超快激光。該組合的功能可以通過具有聚焦功能的錐透鏡，或聚焦功能的衍射光柵，聚焦功能的二元光學器件，或者是聚焦功能的超材料超表面元件替換實現。

本發明有益效果是：

可以一次同時獲得多色的環狀的共心的超快激光。光譜覆蓋范圍寬。

通過改變入射光波長范圍，可以獲得不同光譜范圍的多色光。

通過不同錐角的錐透鏡和不同焦距的透鏡組合，可以調節多色光的光譜范圍。

可以獲得的環狀多色光，同一環上的每個點可以波長一樣。每個環的激光可以單獨使用，也可以組合使用。

該裝置結構簡單易于搭建。

附圖說明

圖1是本發明一種多色超快激光產生裝置的光路圖

圖2是本發明所產生的多色環形共心的超快激光光斑圖

圖3是實驗獲得的多色環形共心的超快激光光譜圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的說明，但是不應以此限制本發明的保護范圍。