一种超短激光脉冲串选择装置及其输出方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种超短激光脉冲串选择装置及其的输出方法，所述选择装置包括：高反镜，用于改变入射激光的传播方向得到反射激光，以及所述入射激光透过所述高反镜得到透射激光；所述半波片、电光晶体和偏振分光棱镜依次沿着所述反射激光的传播方向同轴设置；光电探测器，用于接收所述透射激光，并根据所述透射激光生成电脉冲序列；TTL脉冲信号发生器，用于接收光电探测器的电脉冲序列，以所述电脉冲序列作为时钟信号输出TTL信号序列；高压发生器，用于接收TTL脉冲信号发生器的TTL信号序列，并根据TTL信号序列输出具有高压序列的高压电并加载在电光晶体上。

An ultra short laser pulse string selection device and its output method

The invention provides an ultrashort laser pulse string selection method and device output, the selection device comprises a high reflection mirror, for reflecting the laser propagation direction change of incident laser, and the laser beam through the mirror by transmission laser; the half wave plate, electro-optic crystal and polarized light in the prism along the propagating direction of the laser coaxial set; photoelectric detector for receiving the laser transmission, and according to the transmission of laser generated electric pulse sequence; TTL pulse signal generator for receiving electrical pulse sequence detector, with the electric pulse sequence as the clock signal output TTL signal sequence; high voltage generator TTL, for receiving a TTL signal sequence pulse signal generator, and has high sequence according to the signal sequence of TTL output pressure and electric load in power On the optical crystal.

【技术实现步骤摘要】
一种超短激光脉冲串选择装置及其输出方法
本专利技术涉及超短脉冲激光
，尤其涉及一种超短激光脉冲串选择装置及其输出方法。
技术介绍
超短脉冲激光在很多应用场合，比如超精细微加工，激光与物质相互作用的研究等，需要精确控制脉冲数量，实现单个脉冲或者一串脉冲输出，而且为了更好的开展工艺研究，脉冲串的个数，脉冲串之间的间隔时间都需要实现精确的控制。为了实现这样的功能，目前采用的方式有机械快门，但是其响应速度一般有几个ms，比较昂贵的机械快门其速度也仅能达到0.1ms，所以无法实现从高重频(几十KHz以上)的脉冲串中去选择任意个数的脉冲。而采用声光调制器选择脉冲串的装置，其通过衍射效应，实现选择脉冲串输出，但是其实现的脉冲串输出衍射光与透射光其夹角非常小(一般十几个mrad)，其输出脉冲串需要传播1m左右才能有效地和透射光分离开，同时其衍射效率一般也比较低，一般在80％以下。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此本专利技术的目的在于提出一种超短激光脉冲串选择装置及其输出方法。为了实现上述目的，本专利技术一方面实施例的超短激光脉冲串选择装置，所述选择装置包括：高反镜，用于改变入射激光的传播方向得到反射激光，以及所述入射激光透过所述高反镜得到透射激光；所述半波片、电光晶体和偏振分光棱镜依次沿着所述反射激光的传播方向同轴设置；光电探测器，用于接收所述透射激光，并根据所述透射激光生成电脉冲序列；TTL脉冲信号发生器，用于接收光电探测器的电脉冲序列，以所述电脉冲序列作为时钟信号输出TTL信号序列；高压发生器，用于接收TTL脉冲信号发生器的TTL信号序列，并根据TTL信号序列输出具有高压序列的高压电并加载在电光晶体上。本专利技术实施例的超短激光脉冲串选择装置，通过利用电光效应实现超短脉冲激光的偏振控制，通过可编程的高压输出，产生不同的高压串，实现对脉冲串输出的灵活准确的控制，实现效率高的脉冲串选择，而且脉冲串个数选择灵活可控，实现脉冲串的精准选择。另外由于所述超短激光脉冲串选择装置是通过偏振分光棱镜输出脉冲串，即通过偏振控制输出的，所以不存在衍射光，两路光的偏振垂直，那么需要的脉冲串能进行透射，不需要的刚好反射，且两路偏振光相互垂直即已经进行分离。为了实现上述目的，本专利技术另一方面实施例的超短激光脉冲串选择装置的输出方法，所述输出方法包括以下步骤：入射激光到达高反镜后改变入射激光的传播方向得到反射激光，以及所述入射激光透过所述高反镜得到透射激光；所述反射激光依次经过半波片，电光晶体和偏振分光棱镜；光电探测器接收所述透射激光，并根据所述透射激光生成电脉冲序列；TTL脉冲信号发生器接收光电探测器的电脉冲序列，并以所述电脉冲序列作为时钟信号输出TTL信号序列；高压发生器接收TTL脉冲信号发生器的TTL信号序列，并根据TTL信号序列输出具有高压序列的高压电并加载在电光晶体上；偏振分光棱镜输出脉冲串。本专利技术实施例的超短激光脉冲串选择装置的输出方法，通过利用电光效应实现超短脉冲激光的偏振控制，通过可编程的高压输出，产生不同的高压串，实现对脉冲串输出的灵活准确的控制，实现效率高的脉冲串选择，而且脉冲串个数选择灵活可控，实现脉冲串的精准选择。另外由于所述超短激光脉冲串选择装置是通过偏振分光棱镜输出脉冲串，即通过偏振控制输出的，所以不存在衍射光，两路光的偏振垂直，那么需要的脉冲串能进行透射，不需要的刚好反射，且两路偏振光相互垂直即已经进行分离。附图说明图1是本专利技术一个实施例超短激光脉冲串选择装置的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例超短激光脉冲串选择装置各种信号的时序图；图3是本专利技术一个实施例超短激光脉冲串选择装置实现脉冲串的输出方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。图1是根据本专利技术一个实施例超短激光脉冲串选择装置的结构示意图。如图1所示，所述超短激光脉冲串选择装置包括：高反镜1，半波片2，电光晶体3，偏振分光棱镜4，光电探测器5，TTL脉冲信号发生器6和高压发生器7。其中，高反镜1用于改变入射激光的传播方向得到反射激光，以及所述入射激光透过所述高反镜得到透射激光即对入射线偏振光进行反射。在具体实施中，通过所述高反镜1的反射面能改变95％以上的入射激光的传播方向以得到反射激光，而剩余的所述入射激光穿过所述高反镜1的反射面后被所述光电探测器5探测。半波片2，电光晶体3和偏振分光棱镜4依次沿着所述反射激光的传播方向同轴设置。所述光电探测器5用于接收所述透射激光，并根据所述透射激光生成电脉冲序列。所述TTL脉冲信号发生器6用于接收光电探测器的电脉冲序列，以所述电脉冲序列作为时钟信号输出TTL信号序列。所述高压发生器7用于接收TTL脉冲信号发生器6的TTL信号序列，并根据TTL信号序列输出具有高压序列的高压电并加载在电光晶体3上。也就是说，光路部分包括：入射线偏振光依次经过高反镜1，半波片2，具有快速响应的电光晶体3，偏振分光棱镜4，电路部分包括探测高反镜1漏过来光线的PIN光电探测器即光电探测器5，PIN探测器将光信号转化为电信号，该电信号作为时钟传输给TTL脉冲信号发生器6，该TTL脉冲信号发生器6产生的可编程的TTL信号序列，传输给高压发生器7，作为其同步触发信号，该高压发生器7产生可编程的几千伏高压脉冲序列加载在电光晶体3之上。当电光晶体3没有加载电压时，无双折射现象产生，如同通过一个透明介质一样，然后传输到偏振分光棱镜4，当电光晶体3被加载上一定强度的半波电压之后，产生电光效应，使得光的偏振方向旋转90度。由于利用电光效应实现超短脉冲激光的偏振控制，通过可编程的高压输出，产生不同的高压串，实现对脉冲串输出的灵活准确的控制，实现效率高的脉冲串选择，而且脉冲串个数选择灵活可控，实现脉冲串的精准选择。另外由于所述超短激光脉冲串选择装置是通过偏振分光棱镜输出脉冲串，即通过偏振控制输出的，所以不存在衍射光，两路光的偏振垂直，那么需要的脉冲串能进行透射，不需要的刚好反射，且两路偏振光相互垂直即已经进行分离。在本专利技术的一个实施例中，两路偏振光即p偏振光和s偏振光，其中p偏振光的振动方向平行于入射面，s偏振光的振动方向垂直于入射面，即所述垂直偏振的光为s偏振光。在本专利技术的一个实施例中，所述TTL信号序列与高压序列同步。在本专利技术的一个实施例中，所述TTL信号序列的宽度和高压电的宽度相同，所述TTL信号的频率和高压电的频率相同。在本专利技术的一个实施例中，所述选择装置还包括：连接在所述TTL脉冲信号发生器6和高压发生器7之间的信号延迟发生器(图上未示出，所述信号延迟发生器用于对所述TTL信号进行延迟处理，从而实现所述偏振分光棱镜4接收的改变方向后入射激光的光脉冲序列与高压序列同步。在本专利技术的一个实施例中，所述电光晶体3的尺寸为：6mm＊6mm＊10mm。在本专利技术的一个实施例中，所述TTL脉冲信号发生器6具体为可编程脉冲信号发生器或带外部触发的信号发生器。在本专利技术的一个实施例中，所述半波片2的光轴方向与所述垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超短激光脉冲串选择装置，其特征在于：所述选择装置包括高反镜、半波片、电光晶体、偏振分光棱镜、光电探测器、TTL脉冲信号发生器和高压发生器；其中高反镜，用于改变入射激光的传播方向得到反射激光，以及所述入射激光透过所述高反镜得到透射激光；所述半波片、电光晶体和偏振分光棱镜依次沿着所述反射激光的传播方向同轴设置；光电探测器，用于接收所述透射激光，并根据所述透射激光生成电脉冲序列；TTL脉冲信号发生器，用于接收光电探测器的电脉冲序列，以所述电脉冲序列作为时钟信号输出TTL信号序列；高压发生器，用于接收TTL脉冲信号发生器的TTL信号序列，并根据TTL信号序列输出具有高压序列的高压电并加载在电光晶体上。

【技术特征摘要】
1.一种超短激光脉冲串选择装置，其特征在于：所述选择装置包括高反镜、半波片、电光晶体、偏振分光棱镜、光电探测器、TTL脉冲信号发生器和高压发生器；其中高反镜，用于改变入射激光的传播方向得到反射激光，以及所述入射激光透过所述高反镜得到透射激光；所述半波片、电光晶体和偏振分光棱镜依次沿着所述反射激光的传播方向同轴设置；光电探测器，用于接收所述透射激光，并根据所述透射激光生成电脉冲序列；TTL脉冲信号发生器，用于接收光电探测器的电脉冲序列，以所述电脉冲序列作为时钟信号输出TTL信号序列；高压发生器，用于接收TTL脉冲信号发生器的TTL信号序列，并根据TTL信号序列输出具有高压序列的高压电并加载在电光晶体上。2.如权利要求1所述的选择装置，其特征在于：所述TTL信号序列与高压序列同步。3.如权利要求1或2所所述的选择装置，其特征在于：所述TTL信号序列的宽度和高压电的宽度相同，所述TTL信号序列的频率和高压电的频率相同。4.如权利要求1所述的选择装置，其特征在于：所述选择装置还包括：连接在所述TTL脉冲信号发生器和高压发生器之间的信号延迟发生器，所述信号延迟发生器，用于对所述TTL信号序列进行延迟处理。5.如权利要求4所述的选择装置，其特征在于：所述偏振分光棱镜接收的垂直偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，杨直，赵卫，李强龙，杨洋，姜宝宁，杨小君，王屹山，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61