体电介质和半导体中的低阈值超连续谱生成的制作方法

文档序号:35248914发布日期:2023-08-25 22:46阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种控制具有正热光系数dn/dt>0k-1的体非线性材料bnlm中的飞秒超连续谱fsscg的方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述bnlm被选择为在所述第一波长和所述第二波长处具有线性吸收、非线性吸收、或线性和非线性吸收,所述第一波长长度选自在1μm和10μm之间延伸的近ir至中ir频谱范围。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述bnlm选自具有三阶非线性χ(3)≠0和可选的二阶非线性χ(2)≠0的非晶材料、单晶材料和多晶材料。

4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述bnlm选自具有二阶非线性χ(2)≠0的单晶材料和多晶材料,并且被配置用于和差混频、光学参数生成和光学纠正之一或其组合。

5.根据权利要求3所述的方法,其中,所述非晶材料包括硅酸盐玻璃和非硅酸盐玻璃,单晶材料包括氧化物yag、bbo磷化物zgp、氟化物caf2或硫化物和硒化物zns、znse、gase。

6.根据权利要求3所述的方法,其中,具有χ(2)≠0的所述bnlm选自准相位匹配材料或随机准相位匹配材料,所述材料选自ppln、ppslt、ppktp、op-gaas、op-gap、多晶zns和多晶znse。

7.根据权利要求3所述的方法,其中,所述bnlm选自tm:ii-vi半导体,所述tm:ii-vi半导体包括单晶和多晶cr:zns、cr:znse、fe:zns、fe:znse。

8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第二波长的吸收引起沿着充当热导的光的截面的径向温度分布,从而形成所述热透镜。

9.根据权利要求2所述的方法,其中,所述bnlm和所述第一波长之间的相互作用包括:在第一波长的多光子吸收或非线性三波或四波混频或其组合时,部分地将所述第一波长转换为至少一个或多个附加波长。

10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述bnlm、所述第一波长和所述第二波长之间的相互作用包括:在所述第一波长和所述第二波长的非线性三波混频和四波混频时,部分地将所述第一波长和所述第二波长转换为至少一个或多个附加波长。

11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述第一波长和所述第二波长在所述bnlm中共同传播或反向传播。

12.根据权利要求1所述的方法,还包括优化所述scg,从而在所述bnlm的输出处以所述bnlm的输入处的fs脉冲的可能最低能量和峰值功率实现所述fs脉冲的最宽频谱,其中,对所述scg的优化包括:

13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述预啁啾包括通过插入选自体光学材料yag、znse的光学元件或vbg和色散镜的组合,来识别fs脉冲在自聚焦位置处的最佳时间分布。

14.根据权利要求12所述的方法,其中,所述优化通过实验方法或计算机模拟来执行。

15.根据权利要求1所述的方法,其中,所述bnlm被配置作为在第一波长处的增益介质或非增益介质。

16.根据权利要求1所述的方法,其中,所述fs振荡器以范围在10mhz和10ghz之间的全prr进行操作。

17.根据权利要求1所述的方法,其中,存在所述热透镜时的自聚焦阈值比不存在所述热透镜时的阈值低至少二(2)分之一。

18.一种用于控制飞秒超连续谱生成fs scg的光学结构,包括:

19.根据权利要求18所述的光学结构,其中,所述bnlm被选择为在所述第一波长和附加波长处具有线性吸收、非线性吸收、或线性和非线性吸收,所述第一波长长度选自在几百纳米和10μm之间延伸的近ir至中ir频谱范围。

20.根据权利要求18所述的光学结构,其中,所述bnlm选自具有三阶非线性χ(3)≠0的非晶材料、单晶材料和多晶材料,具有所述三阶非线性的所选bnlm包括具有二阶非线性χ(2)≠0的bnlm的子组。

21.根据权利要求20所述的光学结构,其中,具有所述二阶非线性的所述子组的bnlm各自选自包括双折射相位匹配材料、准相位匹配材料或随机准相位匹配材料的单晶材料或多晶材料,其中,所述双折射相位匹配材料是ln、lbo、bbo、ktp、zgp、gase之一,所述准匹配材料是ppln、ppslt、ppktp、op-gaas、op-gap之一,以及所述随机准匹配材料是多晶zns或多晶znse之一。

22.根据权利要求21所述的光学结构,其中,所述bnlm材料各自被配置用于三波混频twm,所述twm包括选自二次谐波生成shg、和频和差频生成、光学纠正和参数生成之一或组合的非线性过程。

23.根据权利要求20所述的光学结构,其中,所述非晶材料包括硅酸盐玻璃和非硅酸盐玻璃,单晶材料包括氧化物yag、bbo磷化物zgp、氟化物caf2或硫化物和硒化物zns、znse、gase。

24.根据权利要求20所述的光学结构,其中,所述bnlm选自tm:ii-vi半导体,所述tm:ii-vi半导体包括被配置用于激光相互作用、三波混频、四波混频和多光子吸收的单晶和多晶cr:zns、cr:znse、fe:zns、fe:znse。

25.根据权利要求24所述的光学结构,其中,所述bnlm被配置用于所述第一波长和附加波长的激光相互作用、多光子吸收、以及非线性三波混频和四波混频以产生所述第二波长。

26.根据权利要求25所述的光学结构,还包括辅助激光源,所述辅助激光源输出耦合到所述bnlm中的附加波长,使得所述附加波长和所述第一波长共同传播或反向传播,所述附加波长是在所述bnlm中吸收的第二波长,或者泵浦所述第一波长或与所述bnlm和所述第一波长非线性相互作用以提供所述三波混频,从而生成所述第二波长,其中,所述辅助激光源以连续波或脉冲制式进行操作。

27.根据权利要求26所述的光学结构,还包括透镜布置,所述透镜布置位于所述辅助激光源和所述blnm之间并被配置为可控地改变附加波长的光的光束大小,其中,所述辅助激光源被配置为可控地调整所述附加波长的光的平均功率。

28.根据权利要求27所述的光学结构,还包括位于所述fs振荡器和所述bnlm之间并且被配置为改变所述第一波长的光的光束大小的透镜布置。

29.根据权利要求18所述的光学结构,还包括色散元件,所述色散元件位于所述fs振荡器和bnlm之间并且包括未掺杂的yag板、znse板、具有色散的反射镜、体布拉格光栅vbg中的一个或多个,以将啁啾施加到fs脉冲,所述bnlm被配置有材料色散特性以压缩所述预啁啾fs脉冲。

30.根据权利要求18所述的光学结构,其中,控制所述第一波长和所述第二波长的光束大小以及所述第二波长的功率,使得所述非线性聚焦和热透镜在所述bnlm内具有共同的焦点位置。


技术总结
通过将由fs振荡器以全脉冲重复PRR输出的第一波长的光耦合到体非线性材料(BNLM)中来提供控制具有正热光系数(dn/dT>0 K‑1)的BNLM中的低阈值飞秒超连续谱(fs SCG)。光的耦合在BNLM中产生所耦合的光束的非线性透镜,该非线性透镜不足以提供足以达到fs SCG的阈值的光强度。为了提高脉冲能量并达到SCG阈值,与第一波长不同的第二波长的光在BNLM中被吸收以在BNLM中形成热透镜,该热透镜在产生SCG时帮助非线性透镜。

技术研发人员:谢尔盖·瓦西里夫,迈克·米罗夫,伊戈尔·莫斯卡廖夫
受保护的技术使用者:IPG光子公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1