CN101363798A - 激光飞秒探针装置 - Google Patents
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Abstract
一种激光飞秒探针装置，其构成包括：在主光路设置一分束片，该分束片将入射的激光束分成透射的探针光束和反射的主光束，沿探针光束设置共焦的第一凸透镜、小孔光阑、第二凸透镜、倍频晶体、直角反射镜和反射镜，所述的第一凸透镜和第二凸透镜共焦，其焦距比为5∶1，所述的小孔光阑位于所述的第一凸透镜和第二凸透镜的公共焦点上，所述的直角反射器由两个互成90°的反射镜构成，并固定在一个移动轴平行于入射光束的一维平移台上，所述的反射镜具有对基频激光高透对倍频探针光高反的膜层。本发明具有调节简单，输出光质量高，能避免和主激光相互干扰的特点。
Description
技术领域
本发明涉及超快过程的探测，特别是一种激光飞秒探针光装置。
背景技术
随着激光的啁啾脉冲放大技术的发展，台式激光器的输出峰值功率获得极大提高，达到拍瓦(1015W)量级，聚焦功率密度可达到1022W/cm2，激光与物质相互作用产生了许多新现象，深入了解其作用过程对理解这些新现象起到至关重要的作用。
发明内容
为了对激光与物质相互作用的超快过程进行探测，提供一种激光飞秒探针光装置。该装置产生的探针光与主激光同步，脉宽可以达到飞秒量级，具有结构简单和操作方便的特点。
本发明的技术解决方案如下：
一种激光飞秒探针装置，特点是其构成包括：在主光路设置一分束片，该分束片将入射的激光束分成透射的探针光束和反射的主光束，沿探针光束设置共焦的第一凸透镜、小孔光阑、第二凸透镜、倍频晶体、直角反射镜和反射镜，所述的第一凸透镜和第二凸透镜共焦，其焦距比为5:1，所述的小孔光阑位于所述的第一凸透镜和第二凸透镜的公共焦点上，所述的直角反射器由两个互成90°的反射镜构成，并固定在一个移动轴平行于入射光束的一维平移台上，所述的反射镜具有对基频激光高透对倍频探针光高反的膜层。
所述的分束片为两面镀介质膜，前表面介质膜对激光的反射率为90％，后表面对激光的透过率为99.7％。
所述的第一凸透镜和第二凸透镜共焦点，焦点位于两镜之间，能对光束直径进行缩小而出射的光束仍为平行光，两透镜都是双面镀对主激光的高透射膜。
所述的倍频晶体为LBO晶体，晶体按照匹配角切割。
所述的直角反射器由两个互成90°的反射镜构成，两镜都镀有对倍频光反射率为99％的膜层。
所述的反射镜镀有对倍频光反射率大于95％，而对基频光透过率大于99％的膜层。
本发明的特点是：
1、用于超强超快激光领域，本方法能获得飞秒量级的探针光，能探测物质被激光电离的演化过程。
2、使用空间滤波器能滤去光束空间频率的高频成分，改善探针光质量。
3、使用倍频激光作为探针光，可以避免在使用时探针光受主光路激光的干扰(产生干涉)。
4、与其他使用基频探针光的方法相比，由于倍频探针光对物质被激光电离产生的等离子体有更大的穿透深度，本方法可探测到更多等离子体的内部结构。
附图说明
图1本发明激光飞秒探针光装置的光路图。
图2是本发明激光飞秒探针光装置在实际激光打靶中的一个应用例子。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
先请参阅图1，图1本发明激光飞秒探针光装置的光路图。由图可见，本发明激光飞秒探针装置的构成包括：在主光路设置分束片1，该分束片1将激光束分成透射的探针光束和反射的主光束，沿探针光束设置共焦的第一凸透镜2、小孔光阑3、第二凸透镜4、倍频晶体5、直角反射镜6和反射镜7，所述的第一凸透镜2和第二凸透镜4共焦，所述的小孔光阑3位于所述的第一凸透镜2和第二凸透镜4的公共焦点，所述的直角反射器6由两个互成90°的反射镜构成，并固定在一个移动轴平行于入射光束的一维平移台上，所述的反射镜7具有对基频激光高透对倍频探针光高反的膜层。所述的分束片1为两面镀介质膜，前表面介质膜对激光的反射率为90％，后表面对激光的透过率为99.7％。所述的第一凸透镜2和第二凸透镜4共焦点，焦点位于两镜之间，其焦距比为5:1，能对光束直径进行缩小而出射的光束仍为平行光，两透镜都是双面镀对主激光的高透射膜。所述的倍频晶体5为LBO晶体，晶体按照匹配角切割。所述的直角反射器6由两个互成90°的反射镜构成，两镜都镀有对倍频光反射率为99％的膜层。所述的反射镜7镀有对倍频光反射率大于95％，而对基频光透过率大于99％的膜层。
分束片1将激光A分成探针光束B和主光束C；反望远镜设计的凸透镜2和凸透镜4对探针光束B进行缩束，缩束比为5：1，提高光束的亮度，使倍频时有更高的效率；两透镜的共同焦点上放置有直径为15微米的小孔光阑3，能对光束进行空间滤波，提高光束质量；然后由倍频晶体5对光进行倍频；利用直角反射镜6调节倍频光与主光路C的延迟时间，直角反射镜6固定在一个一维平移台上，要求平移台移动轴与进入的光束相平行，保证调节光路延时时，出射光斑不移动；反射镜7镀有对倍频光高反射而对基频光高透射的膜层，能滤去探针光中的基频成分。
再参见图2，图2是本发明激光飞秒探针光装置在实际激光打靶中的一个应用例子。光束A为飞秒激光***的输出光束，分束片1将激光A分成主光束C和探针光束B，光束B由共焦的第一凸透镜2和第二凸透镜4进行缩束，两透镜的焦点上放置有小孔光阑3，然后由倍频晶体5对光进行倍频，倍频光经过直角反射镜6，最后用反射镜7滤去基频激光成分，得到倍频探针光束D。
主光束C经过三个反射镜8、9、10之后由凸透镜11进行聚焦，与固体靶12相互作用。固体靶12为长方体状玻璃块，靶面及四个侧面抛光。探针光D从靶侧面透过，通过调节直角反射器6使打靶主光路和探针光路同步。靶被电离产生的等离子体会吸收探测激光，在探针光斑上形成阴影，阴影最终被凸透镜13成像在CCD15上，14是反射镜。
Claims (6)
1.一种激光飞秒探针装置，特征在于其构成包括：在主光路设置分束片(1)，该分束片(1)将激光束A分成透射的探针光束和反射的主光束，沿探针光束设置共焦的第一凸透镜(2)、小孔光阑(3)、第二凸透镜(4)、倍频晶体(5)、直角反射镜(6)和反射镜(7)，所述的第一凸透镜(2)和第二凸透镜(4)共焦，其焦距比为5:1，所述的小孔光阑(3)位于所述的第一凸透镜(2)和第二凸透镜(4)的公共焦点，所述的直角反射器(6)由两个互成90°的反射镜构成，并固定在一个移动轴平行于入射光束的一维平移台上，所述的反射镜(7)具有对基频激光高透对倍频探针光高反的膜层。
2.根据权利要求1所述的产生高质量飞秒探针光的装置，其特征在于所述的分束片(1)为两面镀介质膜，前表面介质膜对激光的反射率为90％，后表面对激光的透过率为99.7％。
3.根据权利要求1所述的激光飞秒探针装置，其特征在于所述的第一凸透镜(2)和第二凸透镜(4)共焦点，焦点位于两镜之间，能对光束直径进行缩小而出射的光束仍为平行光，两透镜都是双面镀对主激光的高透射膜。
4、根据权利要求1所述的激光飞秒探针装置，其特征在于所述的倍频晶体(5)为LBO晶体，晶体按照匹配角切割。
5.根据权利要求1所述的激光飞秒探针装置，其特征在于所述的直角反射器(6)由两个互成90°的反射镜构成，两镜都镀有对倍频光反射率为99％的膜层。
6.根据权利要求1所述的激光飞秒探针装置，其特征在于所述的反射镜(7)镀有对倍频光反射率大于95％，而对基频光透过率大于99％的膜层。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN101890575A (zh) * | 2010-07-14 | 2010-11-24 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 具有实时监测的基于达曼光栅的飞秒激光并行微加工装置 |
| CN102661908A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-09-12 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 诊断激光等离子体参数的单光束飞秒探针 |
| CN113075789A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-06 | 南开大学 | 光学反射***入射光角度精准调节方法及装置 |
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2008
- 2008-07-25 CN CNA2008100409925A patent/CN101363798A/zh active Pending
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| CN102661908B (zh) * | 2012-04-27 | 2013-12-25 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 诊断激光等离子体参数的单光束飞秒探针 |
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