波长可调谐的超短可见与近红外激光脉冲同时产生装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超短脉冲激光，特别是涉及一种波长可调谐的超短可见与近红外脉冲同时产生装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着飞秒激光技术的发展，超短激光在物理化学等研究领域有着不可替代的作用，尤其可见波段与近红外波段超短脉冲激光在超快栗浦探测等光谱检测方面有着相当广泛的应用前景。但是直接利用受激辐射同时获得可见及近红外超短脉冲非常困难，因此如何利用非共线光学技术，同时产生可见波段和近红外波段超短激光脉冲，并且获得宽带可调谐周期量级的激光脉冲进行可见光栗浦-可见光探测和可见光栗浦-近红外光探测的光谱检测具有重要意义。
[0003]Megerle等人提供了一种可调谐可见激光脉冲的产生装置(U.Megerle,1.Pugliesi, C.Schriever, et al.(2009).“Sub-50 fs broadband absorpt1nspectroscopy with tunable excitat1n:putting the analysis of ultrafastmolecular dynamics on solid ground，，AppI ied Physics B: Lasers and0pticS:215-231.)。在此装置中，利用非共线光学参量放大技术产生可调谐激光脉冲，但是由于非线性光学参量放大为I类窄带调谐过程，压缩后脉冲宽度只能达到50fs以下，不能达到周期量级，这对超快栗浦探测等研究产生很大的限制。同时，Zhi等人提供了一种超连续白光产生装置(Zhi G, Doyun L, Schaller R D, et al.(2014).“Relat1nshipbetween Interchain Interact1n, Exciton Delocalizat1n, and Charge Separat1n inLow-Bandgap Copolymer Blends” J.Am.Chem.Soc, 10024-10032.)。在此装置中，可以有效的产生超连续白光光谱，但却没有有效的利用激光光源，没有利用未被非共线光学参量放大的800nm激光光源，没有有效的提高激光的利用率，因此如何在一个激光系统中有效的，高效的利用激光能量同时产生可见与近红外激光脉冲显得尤为重要。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种波长可调谐的超短可见与近红外激光脉冲同时产生装置。它的输出光波长可调谐，支持周期量级的超短可见激光脉冲输出，较少的受到外界环境因素的影响，并且可以同时产生近红外波段可调谐输出。
[0005]本发明所采用的技术方案如下:
[0006]—种波长可调谐的超短可见与近红外激光脉冲同时产生装置，其特点在于，包括飞秒激光器、可调谐二级非共线光学参量放大系统、啁啾镜-棱镜对压缩系统和超连续近红外白光产生系统，所述的飞秒激光器的输出光束经所述的可调谐二级非共线光学参量放大系统分为二束光，一束光放大后进入所述的啁啾镜-棱镜对压缩系统，另一束光直接进入所述的超连续近红外白光产生系统；
[0007]所述的啁啾镜-棱镜对压缩系统包括沿入射光光路方向同轴依次放置的啁啾镜对、爬高爬低镜、第一小孔、第二小孔、第一棱镜、一对入射45°反射镜、第二棱镜和90°全反镜，经所述的90°全反镜反射后，沿反射光光路方向依次经所述的第二棱镜、一对入射45°反射镜、第一棱镜和入射45°反射镜构成同轴的反射光光路，所述的入射光光路与反射光光路互相平行；
[0008]所述的超连续近红外白光产生系统包括沿光路方向依次放置的聚焦连续可变衰减片、第一滤波片、第一聚焦透镜、白宝石棒、第二滤波片和第二聚焦透镜。
[0009]所述的可调谐非共线光学参量放大系统，是两级光参量放大系统，是非共线光参量放大系统，可产生宽带可调谐可见波段输出。
[0010]所述的超连续近红外白光产生系统中的光源为二级非共线光学参量放大后剩余的没有被放大的SOOnm激光。白光产生晶体是白宝石棒或蓝宝石棒。通过超连续白光的产生过程，将激光波长扩展到近红外波段，通过调节白宝石棒的长度和滤波片的滤波范围，可以输出波长可调的近红外光谱。同时，为了引入的稳定的超连续白光，聚焦到宝石棒前的透镜需选取合适的焦距并且宝石棒需选择合适的长度。
[0011]所述的啁啾镜-棱镜对压缩系统，是由啁啾镜对和棱镜对构成，棱镜对是BK7、SFlO或融融石英。首先利用啁啾镜对光参量放大系统的出射光进行色散补偿，然后利用棱镜对和延时器对啁啾脉冲进行负色散补偿，由此可以产生周期量级的可见飞秒激光脉冲。该啁啾镜对的入射光经过三次折返后出射。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0013](I)在先技术使用的非线性光学参量放大技术仅能获得可见超短激光脉冲的输出，这对超快栗浦探测等研究产生很大的限制。本发明采用的是非共线光学参量放大技术结合近红外白光产生技术，可以同时产生周期量级的可见与近红外的宽带激光脉冲。因此，可以进行可见-可见栗浦探测和可见-近红外栗浦探测的光谱检测研究。
[0014](2)由于近红外白光产生系统的原始光是分共线光学参量放大后剩余闲置的SOOnm光，所以本发明可以更有效的利用激光系统的能量，提高激光的有效利用率。
[0015](3)由于在光参量放大后采用了啁啾镜-棱镜对压缩系统对激光脉宽进行压缩，所以本发明支持周期量级的可见超短激光脉冲。
[0016](4)由于使用的是可调谐二级光参量放大系统，因此本发明可以实现波长可调谐的可见波段的宽光谱的高效的脉冲输出。
[0017](5)由于采用长聚焦透镜、白宝石棒与高通滤波器的结合过程，本发明可以获得近红外可调谐的稳定光谱输出。
[0018](6)由于采用啁啾镜对光参量放大系统的出射光进行色散补偿，然后利用棱镜对和延时器对啁啾脉冲进行负色散补偿，本发明可以产生光束质量好的激光脉冲。
[0019]总之本发明可同时获得波长可调谐的，光束质量好的，周期量级的，宽带可见超短与稳定的近红外激光脉冲。
【附图说明】
[0020]图1为本发明波长可调谐的可见与近红外超短激光脉冲同时产生装置的光路结构示意图。
[0021]图2为本发明非共线二级光学参量放大输出可调谐可见脉冲激光光谱图。
[0022]图3为本发明啁啾镜-棱镜对压缩后最终的可见激光最小脉冲宽度。
[0023]图4为本发明超连续白光产生输出近红外脉冲激光光谱图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明进一步说明。但不应以此限制本发明的保护范围。
[0025]先请参阅图1，图1为本发明波长可调谐的超短可见与近红外激光脉冲同时产生装置的光路结构示意图。由图可见，本发明波长可调谐的超短可见与近红外激光脉冲