产生超短激光脉冲的装置.pdf

本发明涉及一种产生超短激光脉冲的装置。
    超短激光是研究光与物质相互作用、探测物质微观结构、揭示新现象的一种极其有用的工具，因此研究产生超短激光脉冲的锁模方法，一直是激光技术中最热门的一项课题。目前人们所能获得的最短的6飞秒（10-15秒）光脉冲的记录是利用对撞脉冲锁模（双脉冲）染料激光器产生的。

    本发明的目的是研制一种可产生比现有对撞脉冲锁模（双脉冲）染料激光器更短的超激光脉冲装置。

    本发明是利用四个光脉冲同时在饱和体处碰撞、干涉而产生超短激光脉冲。图1是产生超短激光脉冲的装置。在图1中，除了有泵浦光源P、泵浦反射镜Mp外，还有两组、各四个曲率半径分别相同的凹面镜组，第一组为M1、M2、M3、M4，第二组为M5、M6、M7、M8，增益染料G置于第一组凹面镜组的公共焦点上，饱和吸收体D置于第二组凹面镜组的公共焦点上，G和D分别与两凹面镜组间地光束的夹角均为布氏角，第一组凹面镜组的曲率半径大于第二组，在两组凹面镜组外围有5个宽带面全反射镜M9、M10、M11、M12、M13和平面输出镜M14。由泵浦光源P发射的激光经泵浦镜Mp反射后聚焦在增益介质G上，从而形成在M1～M14组成的环形腔中的染料激光振荡。M1～M14的位置可根据实际光路安排确定，有一定的自由度。光路 GM1M5D 、 DM6M9M10M3G 、 GM4M11M12M7D 、 DM8M14M13M2G 分别为整个环形腔总长的十六分之一、十六分之三、十六分之五和十六分之七，以保证四个脉冲相等时间间隔地经过增益介质G获得同样的增益后，同时到达吸收体处发生对撞。与现有双脉冲碰撞锁模技术相比，由于本发明的碰撞脉冲个数增多到四个，因此无疑将会大大改进锁模的效果，推动超短光脉冲技术的进一步发展，并可望突破目前用双脉冲碰撞锁技术所捉捕到的6飞秒的记录。

    本发明的具体实施方案：

    选用最大功率15w的稳定Ar+激光作为泵浦光源，泵浦光经曲率半径为100mm的泵浦镜全反射并聚焦在增益介质G上，激光增益染料G选用以乙二醇作溶剂、浓度为10mol/L的Rh6G溶液。饱和吸收体D选用以乙二醇作溶剂、浓度为10mol/L的DODC1溶液，其工作状态均为高速流动的喷膜，厚度分别约为100μm和10μm，第一、二凹面镜组的曲率半径分别取100mm和50mm，相对镜的中心线与喷膜的夹角均呈布氏角放置，整个环形腔总长取6m，其中光路 GM1M5D =375mm、 DM6M9M10M3G ＝1125mm， GM4M11M12M7D ＝1875mm， DM8M14M13M2G ＝2625mm。M1～M13镜片均要求镀上中心波长为620nm、带宽约为40nm的平面全反膜，M为同样波段要求，透过率约1～4%的平面输出镜。