一种产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置，包括：初始激光展宽单元、啁啾控制单元和激光拍频单元；其中：初始激光展宽单元包括：激光器和展宽器，其中，展宽器包括：第一分束镜、第一色散介质和第一反射模块；啁啾控制单元包括：第二色散介质和第二反射模块；激光拍频单元包括：第二分束镜和反射镜。本发明专利技术能够有效的产生中心频率和啁啾大范围可调谐的太赫兹辐射源。

【技术实现步骤摘要】
一种产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置
本专利技术涉及超快激光
，尤其涉及一种产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置。
技术介绍
目前，太赫兹波在物理学、生命科学、材料科学、成像技术、通信技术以及国家安全等多个领域具有广阔的应用前景，受到了国内外科学家的普遍关注。窄带宽的太赫兹光源已成功应用于量子材料中实现拉比振荡，其原则上可以将量子材料由一个初始态转换成任意的终态。绝热快速通道技术利用具有频率啁啾特性的光脉冲(即光脉冲在不同纵向位置的瞬时频率覆盖从远低于到远高于两个量子态之间的共振频率)对量子系统进行相干操控，可大幅提高量子态之间的布局转移效率和稳定性。该技术已在光学波段获得了成功，但是由于缺乏相应的太赫兹辐射源，尚未应用于太赫兹波段。利用纵向周期性调制的激光脉冲串可用于产生窄带宽太赫兹辐射脉冲，但现有的激光脉冲堆积方案以及激光脉冲拍频技术方案均只能产生激光脉冲瞬时调制频率不变的均匀激光脉冲串，其所产生的太赫兹辐射源不具备频率啁啾的性能。为获得具有频率啁啾特性的太赫兹辐射源，研究人员提出利用非线性啁啾的激光脉冲进行拍频产生啁啾可控的太赫兹辐射源。该方案通过设置激光脉冲进入“基于光栅对的激光脉冲展宽器”的入射角度，使得脉冲展宽器中的光栅引入的三阶色散较大从而得到非线性啁啾的激光脉冲；所产生的非线性啁啾激光脉冲通过激光脉冲拍频得到频率啁啾的激光脉冲串，而后激发相应的辐射介质得到频率啁啾可控的太赫兹辐射源；并通过控制该角度实现频率啁啾的调节。由于激光脉冲入射光栅的角度较大，难以保证激光脉冲在“基于光栅对的激光脉冲展宽器”中的无阻拦通过，同时其所产生太赫兹辐射频率啁啾的调节范围也很有限。因此，如何有效的产生中心频率和啁啾大范围可调谐的太赫兹辐射源，是一项亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置，能够有效的产生中心频率和啁啾大范围可调谐的太赫兹辐射源。本专利技术提供了一种产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置，包括：初始激光展宽单元、啁啾控制单元和激光拍频单元；其中：所述初始激光展宽单元包括：激光器和展宽器，其中，所述展宽器包括：第一分束镜、第一色散介质和第一反射模块；所述啁啾控制单元包括：第二色散介质和第二反射模块；所述激光拍频单元包括：第二分束镜和反射镜；其中：所述激光器产生的超短飞秒脉冲通过所述第一分束镜后进入所述第一色散介质，然后通过所述第一反射模块形成啁啾展宽脉冲；所述啁啾展宽脉冲通过所述第二分束镜后，形成两束啁啾展宽脉冲，其中一束啁啾展宽脉冲进入所述第二散色介质，然后通过所述第二反射模块反射回所述第二分束镜，另一束啁啾展宽脉冲通过所述反射镜反射回所述第二分束镜，返回所述第二分束镜的两束啁啾展宽脉冲重叠进行拍频，生成频率啁啾可调的激光脉冲串。优选地，所述第一分束镜为透射/反射镜。优选地，所述第一色散介质为第一光栅对。优选地，所述第二色散介质为第二光栅对。优选地，所述透射/反射镜朝向激光源的一面为全透射，另一面为全反射。优选地，所述第一光栅对的光栅常数为1200mm-1，激光入射角度为57°，光栅对间距为6cm。优选地，所述第二光栅对的光栅常数为300mm-1，激光入射角度为21°，光栅对间距可调节。优选地，所述第二分束镜为T:R＝50％:50％的半透半反镜。优选地，所述超短飞秒脉冲为傅里叶变换极限的高斯激光脉冲。优选地，所述傅里叶变换极限的高斯激光脉冲的长度为40fs。综上所述，本专利技术公开了一种产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置，包括：初始激光展宽单元、啁啾控制单元和激光拍频单元；其中：初始激光展宽单元包括：激光器和展宽器，其中，展宽器包括：第一分束镜、第一色散介质和第一反射模块；啁啾控制单元包括：第二色散介质和第二反射模块；激光拍频单元包括：第二分束镜和反射镜；其中：激光器产生的超短飞秒脉冲通过第一分束镜后进入第一色散介质，然后通过第一反射模块形成啁啾展宽脉冲；啁啾展宽脉冲通过第二分束镜后，形成两束啁啾展宽脉冲，其中一束啁啾展宽脉冲进入所述第二散色介质，然后通过第二反射模块反射回第二分束镜，另一束啁啾展宽脉冲通过反射镜反射回第二分束镜，返回第二分束镜的两束啁啾展宽脉冲重叠进行拍频，生成频率啁啾可调的激光脉冲串。本专利技术能够有效的产生中心频率和啁啾大范围可调谐的太赫兹辐射源。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术公开的一种产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置的结构示意图；图2(a)为本专利技术公开的一种不同时间间隔下的归一化激光强度和强度调制频率分布示意图；图2(b)为本专利技术公开的另一种不同时间间隔下的归一化激光强度和强度调制频率分布示意图；图2(c)为本专利技术公开的另一种不同时间间隔下的归一化激光强度和强度调制频率分布示意图；图3(a)为本专利技术公开的一种不同光栅对间隔下的归一化激光强度和强度调制频率分布示意图；图3(b)为本专利技术公开的另一种不同光栅对间隔下的归一化激光强度和强度调制频率分布示意图；图3(c)为本专利技术公开的另一种不同光栅对间隔下的归一化激光强度和强度调制频率分布示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，为本专利技术公开的一种产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置，包括：初始激光展宽单元100、啁啾控制单元200和激光拍频单元300；其中：初始激光展宽单元100包括：激光器110和展宽器120，其中，展宽器120包括：第一分束镜121、第一色散介质122和第一反射模块123；啁啾控制单元200包括：第二色散介质220和第二反射模块210；激光拍频单元300包括：第二分束镜310和反射镜320；其中：激光器110产生的超短飞秒脉冲通过第一分束镜121后进入第一色散介质122，然后通过第一反射模块123形成啁啾展宽脉冲；啁啾展宽脉冲通过第二分束镜310后，形成两束啁啾展宽脉冲，其中一束啁啾展宽脉冲进入第二散色介质220，然后通过第二反射模块210反射回第二分束镜310，另一束啁啾展宽脉冲通过反射镜320反射回第二分束镜310，返回第二分束镜310的两束啁啾展宽脉冲重叠进行拍频，生成频率啁啾可调的激光脉冲串。上述实施例公开的产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置的工作原理为：当需要产生中心频率和啁啾大范围可调谐的太赫兹辐射源时，首先通过初始激光展宽单元100中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置，其特征在于，包括：初始激光展宽单元、啁啾控制单元和激光拍频单元；其中：所述初始激光展宽单元包括：激光器和展宽器，其中，所述展宽器包括：第一分束镜、第一色散介质和第一反射模块；所述啁啾控制单元包括：第二色散介质和第二反射模块；所述激光拍频单元包括：第二分束镜和反射镜；其中：/n所述激光器产生的超短飞秒脉冲通过所述第一分束镜后进入所述第一色散介质，然后通过所述第一反射模块形成啁啾展宽脉冲；/n所述啁啾展宽脉冲通过所述第二分束镜后，形成两束啁啾展宽脉冲，其中一束啁啾展宽脉冲进入所述第二散色介质，然后通过所述第二反射模块反射回所述第二分束镜，另一束啁啾展宽脉冲通过所述反射镜反射回所述第二分束镜，返回所述第二分束镜的两束啁啾展宽脉冲重叠进行拍频，生成频率啁啾可调的激光脉冲串。/n

【技术特征摘要】
1.一种产生频率啁啾可调的激光脉冲串的装置，其特征在于，包括：初始激光展宽单元、啁啾控制单元和激光拍频单元；其中：所述初始激光展宽单元包括：激光器和展宽器，其中，所述展宽器包括：第一分束镜、第一色散介质和第一反射模块；所述啁啾控制单元包括：第二色散介质和第二反射模块；所述激光拍频单元包括：第二分束镜和反射镜；其中：
所述激光器产生的超短飞秒脉冲通过所述第一分束镜后进入所述第一色散介质，然后通过所述第一反射模块形成啁啾展宽脉冲；
所述啁啾展宽脉冲通过所述第二分束镜后，形成两束啁啾展宽脉冲，其中一束啁啾展宽脉冲进入所述第二散色介质，然后通过所述第二反射模块反射回所述第二分束镜，另一束啁啾展宽脉冲通过所述反射镜反射回所述第二分束镜，返回所述第二分束镜的两束啁啾展宽脉冲重叠进行拍频，生成频率啁啾可调的激光脉冲串。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一分束镜为透射/反射镜。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志刚，张浩然，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34