CN101938081B - 基于多通脉冲压缩器的兆赫兹光子晶体光纤超短脉冲激光器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多通脉冲压缩器的兆赫兹光子晶体光纤超短脉冲激光器。所述的激光器包括：二极管泵浦源、光子晶体光纤、腔内脉冲压缩器、半导体可饱和吸收镜和腔外脉冲压缩器。其中，腔内、腔外脉冲压缩器分别为腔内、腔外多通脉冲压缩器。多通脉冲压缩器的主体为两个凹球面相对共轴放置的端镜，端镜上配有转动环，其中装有凹球面反射镜。本发明的优点在于：低重复频率大大降低了脉冲在器件上的热积累，延长了器件寿命，同时低损耗、结构紧凑的腔内和腔外多通脉冲压缩器克服了其他色散补偿技术的缺点，实现了低成本、高能量和高峰值功率输出的超短脉冲激光器。

Description

基于多通脉冲压缩器的兆赫兹光子晶体光纤超短脉冲激光器

技术领域

本发明涉及了一种基于多通脉冲压缩器的兆赫兹光子晶体光纤超短脉冲激光器，属于超短脉冲激光技术领域。

背景技术

在先技术[1]是一种能够输出1MHz重复频率、微焦耳量级单脉冲能量的光纤啁啾脉冲放大系统。它包含一个提供28MHz重复频率种子脉冲的光纤超短脉冲振荡器，并依靠声光调制器(AOM)将重复频率降至1MHz，同时该系统还包含一个光纤展宽器(fiber stretcher)和两级光纤放大器，因而系统非常复杂，成本非常高昂。由于普通光纤的模场面积小、非线性系数高，以其为主体构成的光纤超短脉冲振荡器无法支持高单脉冲能量的超短脉冲，因而上述基于普通光纤的低重复频率、高脉冲能量超短脉冲系统中的展宽器和两级放大器是必备的，继而提高了系统的复杂性和成本。

在先技术[2]是一种基于多通单元的钛宝石固体超短脉冲激光器，该系统利用两组多通单元将腔长延展至75m，在2MHz重复频率下获得了800nm中心波长、505nJ单脉冲能量的飞秒脉冲。但是该系统对泵浦源的要求非常高，使用的是Coherent公司价格昂贵的Verdi系列产品。

近几年，大模场面积光子晶体光纤已实现大模场面积的单横模运转，这使得基于大模场面积光子晶体光纤的超短脉冲振荡器输出的单脉冲能量可以高达百纳焦耳甚至微焦耳量级，并且这样的系统具有结构简单，成本低廉，维护简单，运行稳定，输出光束质量高等优点，因此在近年得到巨大的发展，多项输出指标已经接近或超过同类固体超短脉冲激光器，在很多应用领域正逐步取代固体超短脉冲激光器。

在先技术[3]构成的光子晶体光纤飞秒脉冲激光器的重复频率高达数十兆赫兹(～10MHz)，输出的单脉冲能量高达微焦耳量级(μJ)，从而对应的输出平均功率将会达到数十瓦特。由于高重复频率脉冲序列内相邻脉冲的时间间隔很小，高平均功率脉冲在激光器腔内各器件上积累的热效应相当显著，极易对元件带来热致损伤。此外，当利用高重复频率、高平均功率脉冲进行微纳加工时，脉冲在加工区域累积的热效应非常显著，不能够获得非常干净的加工边缘，丧失了超短脉冲加工热效应小的特点。

作为光子晶体光纤超短脉冲激光器增益介质的光纤在1040nm附近的波段内提供正常色散(normal dispersion)，同时光纤的自相位调制(self-phase modulation，SPM)效应会给脉冲带来正啁啾，而正啁啾脉冲在正色散域光纤内传输时，脉冲会不断展宽直至分裂，因此需要在激光振荡器的谐振腔内引入色散补偿器件，提供一定量的负色散以稳定脉冲。传统的腔内补偿技术有棱镜对、光栅对以及色散镜补偿技术。棱镜对补偿技术能补偿的色散量较小，且两个棱镜的间距通常很大，只适于如在先技术2构建的材料色散较小(～100fs²量级)的固体超短脉冲激光器。而光栅对补偿技术虽然能够在较小的间距下提供较大的色散补偿量，但是光栅负1级的单次衍射效率通常只能达到90％，即使采用造价高昂的高效率透射型光栅，理论上单次衍射效率也只能达到97％，因此脉冲往返经过光栅对装置后，其能量损耗很大(1-0.97⁴×100％＝11.47％)。此外，棱镜对和光栅对补偿技术都会在激光器腔内引入一段含有空间色散的光路，这就给激光器腔内的光路调节带来了诸多不便。色散镜补偿技术基于专门设计的多层介质膜系对脉冲进行色散补偿，且能够同时实现非常高的反射率。2008年出现了一种新型的高色散补偿镜(high-dispersive mirrors)，其单次反射的色散补偿在800nm处达到了-1300fs²，780～820nmn的平均反射率达到了99.95％，而在1030nm附件波段达到了-2500fs²，平均反射率达到了99.99％。另外，色散补偿镜技术并不引入空间色散，能够针对特定的脉冲啁啾情况采取灵活的设计，同时补偿低阶和高阶色散，并可以通过多次反射以补偿较大色散，是一种非常理想的补偿技术。但是，传统的色散镜补偿技术通常在平面镜片基底上制作色散补偿膜系，在多次反射后，光斑通常变的很大，需要额外增加缩束元件，带来了额外的能量损耗，增加了系统的元件数量和复杂性，并且不易方便调节。

有关涉及到本发明技术的文献和报道如下：

[1]H.Kalaycioglu，B.Oktem，

.Senel，P.P.Paltani，and F.O.Ilday“Microjoule-energy，1MHz repetition rate pulses from all-fiber-integrated nonlinear chirped-pulse amplifier，”Opt.Lett.35，959-961(2010)“全光纤集成化非线性啁啾脉冲放大系统输出微焦耳、1MHz重复频率脉冲”光学快报，35：959-961(2010)

[2]S.Naumov，and et al.，″Approaching the microjoule frontier with femtosecond laser oscillators，″New Journal of Physics 7，216(2005).“接近微焦耳量级的飞秒激光振荡器”物理新期刊7：216(2005)

[3]王清月，宋有建，胡明列，柴路，“双包层大模场面积掺镱光子晶体光纤飞秒激光器”，中国专利专利号200710057558.3

[4]B.Proctor，and F.Wise，“Quartz prism sequence for reduction of cubic phase in a mode-locked Ti:Al₂O₃ laser，”Opt.Lett.17，1295-1297(1992)“以减少钛宝石锁模激光器三阶色散的石英棱镜序列”光学快报，17：1295-1297(1992)

[5]T.Clausnitzer，J.Limpert，K.Zoellner，H.Zellmer，H-J.Fuchs，E-B.Kley，A.Tuennermann，M.Jupe，and D.Ristau，“Highly efficient transmission gratings in fused silica forchirped-pulse amplification systems，”Appl.Opt.42，6934-6938(2003)“为啁啾脉冲放大系统设计的高效率透射熔融石英光栅”应用光学42，6934-6938(2003)

[6]V.Pervak，C.Teisset，A.Sugita，S.Naumov，F.Krausz，and A.Apolonski，“High-dispersive mirrors for femtosecond lasers，”Opt.Express 16，10220-10233(2008)“针对飞秒激光器的高色散镜”光学快递，16：10220-10233(2008)

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于多通脉冲压缩器的兆赫兹光子晶体光纤超短脉冲激光器，该激光器结构简单，成本低廉，能够输出数兆赫兹重复频率、单脉冲能量达微焦耳(μJ)量级的超短激光脉冲，脉冲的峰值功率达到兆瓦特量级，宽度达到亚百飞秒量级。

本发明是通过下述技术方案实现的：一种基于多通脉冲压缩器的低重复频率高单脉冲能量的光子晶体光纤飞秒激光器，该激光器包括二极管泵浦源1，在泵浦光路中，依次设置多模光纤2、准直非球面透镜3、第一双色镜4以及注入非球面透镜5，泵浦光经注入非球面透镜5注入光子晶体光纤6；在谐振腔内，光子晶体光纤6的一侧为色散补偿光路，该色散补偿光路在第一双色镜4之后依次由第一全反射镜7、第二全反射镜8、腔内脉冲压缩器和0度全反射镜11构成；在谐振腔内，光子晶体光纤6的另一侧为输出光路，该输出光路在光子晶体光纤6之后依次由输出耦合非球面透镜12、第二双色镜13、第三双色镜14、第一半波片15、第一偏振分束器16、第二半波片17、第二偏振分束器18、聚焦透镜19及半导体可饱和吸收镜20构成；谐振腔产生的激光由第二偏振分束器18，经注入全反射镜21和腔外脉冲压缩器输出，其特征在于，腔内脉冲压缩器为腔内多通脉冲压缩器一个或两个，腔外脉冲压缩器为腔外多通脉冲压缩器，所述的多通脉冲压缩器，由结构相同、按凹球面反射镜的凹球面共轴相对放置的的第一端镜和第二端镜构成，其中，每个端镜包括圆环状支座，在圆环状支座一侧圆环面上配置转动环，在圆环状支座的另一侧圆环面上配置调节转动环绕水平前后方向的x轴转动±2.5°的微调旋钮，以及调节转动环绕竖直z轴转动±2.5°的微调旋钮，转动环绕水平左右方向的y轴转动的角度为0到360°，转动环上装配有凹球面反射镜，凹球面反射镜的镜面直径φ为30～100mm，曲率半径R为1～20m，厚度D为5～10mm，凹球面反射镜上开设一条通透槽，通透槽沿镜面周向的宽度b为4～10mm，沿镜面径向的长度a为12～40mm，第一端镜凹球面反射镜与第二端镜凹球面反射镜的凹球面上均镀覆色散补偿膜系；或者在第一端镜凹球面反射镜的凹球面上镀覆色散补偿膜系，而在第二端镜凹球面反射镜的凹球面上镀覆高反射膜系；或者在第一端镜凹球面反射镜的凹球面上镀覆高反射膜系，而在第二端镜凹球面反射镜的凹球面上镀覆色散补偿膜系。

本发明与以往报道的超短脉冲光激光器相比，技术方案具有如下优点：

1.与高重复频率光子晶体光纤超短脉冲激光器相比，该激光器的谐振腔内引入一级或多级多通结构，腔长延长至为15～150m，输出1～10MHz低重复频率的超短脉冲，在相同的的输出平均功率下其单脉冲能量更高，同时，更低的重复频率能够抑制不稳定的调Q锁模脉冲，更容易获得稳定的连续波锁模脉冲；

2.引入多通脉冲压缩器能够显著降低脉冲重复频率，延长相邻脉冲之间器件的热耗散时间，大大降低了基于半导体可饱和吸收镜的高平均功率系统中半导体可饱和吸收镜上的热积累，延长了其使用寿命；

3.双包层大模场面积掺镱(Yb)光子晶体光纤具有正常色散，这会不断展宽脉冲，不易获得稳定的锁模脉冲序列。因此在腔内引入多通脉冲压缩器提供负色散补偿，通过旋转多通脉冲压缩器的一个镜片改变脉冲在其中的反射次数，离散调节补偿的反常色散量，获得不同方式的锁模：将净色散控制在-0.05～-0.02ps²之间能够实现稳定的孤子锁模，将净色散控制在0.015～0.02ps²能够实现稳定的自相似(self-similar)锁模，避免脉冲分裂，获得抛物线形脉冲和光谱，支持百纳焦耳至微焦耳量级的单脉冲能量；

4.输出腔外的激光经过低损耗多通脉冲压缩器之后，其单脉冲能量仍可达到百纳焦耳至微焦耳量级，同时脉冲宽度可以压缩到50～100fs，峰值功率超过兆瓦特(10⁶W)，重复频率达到1～10MHz；

5.与光栅对色散补偿技术相比，多通脉冲压缩器基于高反射率的多层介质色散补偿膜系设计，能量损耗非常小；与棱镜色散补偿技术相比，多通脉冲压缩器的镜面间距小于两个曲率半径之和(即满足稳态条件)时，其间距可灵活选取，不需要像棱镜补偿技术那样必须引入非常长的光路；并且，多通脉冲压缩器不会引入任何含有空间色散的光路，避免了实际系统中各种不确定因素对空间色散光路造成的滤波，实现高效率、低损耗、紧凑型的超短脉冲光纤激光器，更加适于获得稳定的高单脉冲能量超短脉冲；

6.与基于普通光纤的啁啾脉冲放大系统相比，该激光器省略了展宽器和两级放大器以及声光调制器即可达到兆赫兹重复频率微焦耳量级脉冲能量，整个系统的结构更为简单紧凑，成本更为低廉；与基于多通单元的低重复频率高脉冲能量的钛宝石超短脉冲激光系统相比，只需要普通商用的半导体激光器泵浦源，即可输出兆赫兹重复频率的微焦耳量级、亚百飞秒的超短激光脉冲，成本更为低廉。

附图说明

图1为本发明的基于多通脉冲压缩器的兆赫兹光子晶体光纤超短脉冲激光器的结构示意图。

图中：1为二极管泵浦源；2为多模光纤；3为准直非球面透镜，4为第一双色镜，5为注入非球面透镜，6为光子晶体光纤，7为第一全反镜，8为第二全反镜，9为腔内多通脉冲压缩器I的第一端镜、10为腔内多通脉冲压缩器I的第二端镜，11为0度全反镜，12为输出耦合非球面透镜，13为第二双色镜，14为第三双色镜，15为第一半波片，16为第一偏振分束器，17为第二半波片，18为第二偏振分束器；19为聚焦透镜，20为半导体可饱和吸收镜，21为注入全反镜，22为腔外多通脉冲压缩器II的第一端镜、23为腔外多通脉冲压缩器II的第二端镜。

图2为由图1中的9和10构成的腔内多通脉冲压缩器I的结构示意图。

图中：9-1为压缩器I第一端镜凹球面反射镜，10-1为压缩器I第二端镜凹球面反射镜，9-2为压缩器I第一端镜圆环状支座，10-2为压缩器I第二端镜圆环状支座，9-3为压缩器I第一端镜转动环，10-3为压缩器I第二端镜转动环，9-4为微调压缩器I第一端镜转动环9-3绕水平前后方向的x轴转动的旋钮，10-4为微调压缩器I第二端镜转动环10-3绕水平前后方向的x轴转动的旋钮，9-5为微调压缩器I第一端镜转动环9-3绕竖直z轴转动的旋钮，10-5为微调压缩器I第二端镜转动环10-3绕竖直z轴转动的旋钮。

图3为图2中9-1或10-1的凹球面反射镜结构示意图。

图中：b为通透槽沿镜面周向的宽度，a为通透槽沿镜面径向的槽长，φ为凹球面反射镜的镜面直径。

图4为图3的左视剖面图。

图中：D为凹球面反射镜的厚度，R为凹球面反射镜的凹球面曲率半径。

图5为凹球面反射镜的镜面上形成封闭环状光斑轨迹的照片。

具体实施方式

获得基于多通脉冲压缩器的兆赫兹光子晶体光纤超短脉冲激光器的具体实施方案如下：利用精密五维调整架固定二极管泵浦源1的输出多模光纤2，精密调节多模光纤2的上下、左右、前后平移以及倾斜和俯仰角度，使其端面位于泵浦光准直非球面透镜3的焦点，输出准直泵浦光。多模光纤2的的纤芯直径为100～400μm，数值孔径NA为0.2～0.4，输出波长为976～980nm，输出功率为5～30W。非球面透镜3、5、12和聚焦透镜19均镀有对976～1100nm波段的透射率高于99.5％的宽带增透膜，并且装配于精密五维调整架上，以精密调节上下、左右、前后平移以及倾斜和俯仰角度。准直非球面透镜3的焦距为8～15mm，其数值孔径和输出多模光纤2的数值孔径相同。3的后方设置第一双色镜4，且4的镜面法线与泵浦光之间呈15度夹角。双色镜4、13和14对波长为976～980nm的泵浦光透过率高于98％，对波长为1～1.1μm的激光反射率高于95％。第一双色镜4之后设置注入非球面透镜5，将准直的泵浦光聚焦注入光子晶体光纤6，注入非球面透镜5的焦距为8～15mm，其数值孔径与光子晶体光纤6的内包层数值孔径相同。光纤6可以分为纤芯、内包层和外包层三部分：纤芯掺杂激活离子Yb³⁺，对976～980nm泵浦光吸收系数为8～15dB/m，数值孔径NA为0.03～0.06，波长为1～1.1μm的激光受到内包层空气孔的束缚在纤芯内以单模传输，单模场面积500～1000μm²；内包层由4～6层正六边形周期排布的空气孔结构构成，数值孔径NA为0.45～0.8，内包层内引入应力附加元提供额外应力，使得光纤的偏振抑制比达到10dB，耦合进入光纤6的泵浦光由于受到外包层空气孔的束缚在内包层中以多模传输。截取1.5米的光子晶体光纤6，其两端经过塌陷处理，塌陷区长度为100～800μm，端面法线与光纤轴之间打磨出8度夹角。利用精密五维调整架将弯曲直径为20～40cm的光纤6的两端固定，并使光纤的两端分别位于注入非球面透镜5和输出耦合非球面透镜12的焦点，输出耦合非球面透镜12的焦距为10～20mm。调节光纤6两端的五维调整架，使泵浦光的耦合效率最高。

增大泵浦光功率，直至光纤6的两个端面出射自发辐射荧光。如图1所示，一路荧光经注入非球面透镜5准直后，依次经过第一双色镜4、第一全反射镜7和第二全反射镜8反射。第二全反射镜8后的光路内设置腔内多通脉冲压缩器I和0度全反射镜11。腔内多通脉冲压缩器I的第一端镜9、第二端镜10按照压缩器I第一端镜凹球面反射镜9-1、第二端镜凹球面反射镜10-1的凹球面相对共轴放置，并且两个凹球面的间距为0.8～1.2m。两个凹球面反射镜的镜面直径φ均为50mm，凹球面曲率半径R均为2m，厚度D均为6mm，各凹球面反射镜上开设一条通透槽，通透槽的宽度b为6mm，长度a为20mm。压缩器I第一端镜凹球面反射镜9-1、第二端镜凹球面反射镜10-1的凹球面上镀覆有GT膜系(一种色散补偿膜系)，由一组高、低折射率材料的膜层相间构成，高折射率材料为氧化钽(Ta₂O₅)，低折射率材料为熔融石英(SiO₂)。在1010～1070nm波段内，该膜系对光束的单次反射率为99.99％，单次反射色散补偿量D_DM为-500fs²。微调第二全反射镜8与压缩器I第一转动环9-3，使光束通过压缩器I第一端镜凹球面反射镜9-1的通透槽入射至压缩器I第二端镜凹球面反射镜10-1的的凹球面，并保证入射光束与压缩器I第一端镜9和第二端镜10的共轴之间的夹角为0°，而后调节压缩器I第二端镜10的旋钮10-4和10-5，使经过压缩器I第二端镜凹球面反射镜10-1反射的光束落在压缩器I第一端镜凹球面反射镜9-1的凹球面，而后调节压缩器I第一端镜9的旋钮9-4和9-5，使经过压缩器I第一端镜凹球面反射镜9-1反射的光束落在压缩器I第二端镜凹球面反射镜10-1的凹球面，反复调节压缩器I第一端镜9和第二端镜10上的旋钮9-4、9-5和10-4、10-5，使得每次经过一个凹球面反射镜反射的光束能够落在相对的另一个凹球面反射镜上，最终能够在9-1和10-1的镜面上形成封闭的椭圆环状光斑轨迹，同时光束由压缩器I第二端镜凹球面反射镜10-1上的通透槽输出。绕沿水平左右方向的y轴旋转压缩器I第二端镜转动环10-3，使得镜面上出现22个光斑构成的封闭椭圆环状轨迹如图5所示，此时在一个腔循环内，腔内多通脉冲压缩器I的插入损耗为1-(99.99％)^44×2＝0.9％。调节0度全反射镜11使得光束沿原路反射回光纤6，形成单侧的反馈。光纤6另一路出射的荧光经过输出耦合非球面透镜12准直，其后光路依次设置第二双色镜13和第三双色镜14，且13和14的镜面法线与光路呈15度夹角。在第三双色镜14的后续光路内依次插入第一半波片15、第一偏振分束器16、第二半波片17、第二偏振分束器18，聚焦透镜19和半导体可饱和吸收镜20。半导体可饱和吸收镜20安装在精密五维调整架上，设置半导体可饱和吸收镜20位于聚焦透镜19的焦点处，形成激光反馈，而后调节第一半波片15和第二半波片17，使得第二偏振分束器18输出的激光功率达到最高。增大泵浦功率，微调聚焦透镜19与装有半导体可饱和吸收镜20的调整架，获得连续波锁模脉冲序列。

整个谐振腔的净色散量通过如下方法控制：当腔内多通脉冲压缩器I的各凹球面反射镜上出现封闭环状光斑轨迹后，旋转压缩器I第二端镜转动环10-3，令光束从封闭环状光斑轨迹上的不同位置经10-1的通透槽输出，重新调节0度全反射镜11使得光束沿原路反射回光纤6，并使得输出功率达到最高。每个不同位置对应着光束在腔内多通脉冲压缩器I内的不同反射次数。光束每经过镀覆有色散补偿膜系的凹球面反射镜9-1或10-1的一次反射，就获得了D_DM＝-500fs²的色散补偿量。当腔内多通脉冲压缩器I的各凹球面反射镜上出现22个光斑时，在一个腔循环内，光束正反两次通过多通脉冲压缩器I所获得的负色散补偿量为2×2×22×(-500fs²)＝-44000fs²＝-0.044ps²，光纤6引入的正色散为+0.057ps²，即一个腔循环的净色散为+0.013ps²，实现自相似锁模，输出的单脉冲能量达到几百纳焦耳至微焦耳，同时脉冲宽度为一至两皮秒，重复频率为4.19MHz。

获得稳定连续波锁模脉冲后，在确定的泵浦功率下调节第二半波片17使得第二偏振分束器18输出腔外的脉冲功率达到最高。输出腔外的光束经注入全反镜21导入腔外多通脉冲压缩器II。腔外多通脉冲压缩器II与腔内多通脉冲压缩器I内各器件的参数相同，不同之处仅在于，压缩器II的凹球面反射镜镀覆的GT膜系参数，该膜系针对1010nm～1070nm波段脉冲的单次反射色散补偿量D_DM为-3000fs²。利用腔内多通脉冲压缩器I的调节方法设置并调节腔外多通脉冲压缩器II的第一端镜22和第二端镜23，使光束在压缩器II内多次反射形成圆环或椭圆环状光斑轨迹，旋转压缩器II的第二端镜23上的转动环改变脉冲在其中的反射次数，以-6000fs²为单位对脉冲实现色散补偿压缩，将输出脉冲导入自相关器以测量脉冲的宽度。增大泵浦功率，并调节第二半波片17使得稳定锁模脉冲的输出功率达到最大，当输出平均功率超过4.2W时，单脉冲能量超过1μJ。由于自相似锁模输出的是抛物线型脉冲，具有完美的正线性啁啾，因此可以通过调节脉冲在腔外多通脉冲压缩器II内的反射次数完全补偿脉冲的正线性啁啾，获得脉冲宽度亚百飞秒、单脉冲能量达到微焦耳量级的4.19MHz重复频率的超短脉冲序列。

Claims (1)

1.一种基于多通脉冲压缩器的兆赫兹光子晶体光纤超短脉冲激光器，该激光器包括二极管泵浦源(1)，在泵浦光路中，依次设置多模光纤(2)、准直非球面透镜(3)、第一双色镜(4)以及注入非球面透镜(5)，泵浦光经注入非球面透镜(5)注入光子晶体光纤(6)；在谐振腔内，光子晶体光纤(6)的一侧为色散补偿光路，该色散补偿光路在第一双色镜(4)之后依次由第一全反射镜(7)、第二全反射镜(8)、腔内脉冲压缩器和0度全反射镜(11)构成；在谐振腔内，光子晶体光纤(6)的另一侧为输出光路，该输出光路在光子晶体光纤(6)之后依次由输出耦合非球面透镜(12)、第二双色镜(13)、第三双色镜(14)、第一半波片(15)、第一偏振分束器(16)、第二半波片(17)、第二偏振分束器(18)、聚焦透镜(19)及半导体可饱和吸收镜(20)构成；谐振腔产生的激光由第二偏振分束器(18)，经注入全反射镜(21)和腔外脉冲压缩器输出，其特征在于，腔内脉冲压缩器为腔内多通脉冲压缩器，腔外脉冲压缩器为腔外多通脉冲压缩器，所述腔内多通脉冲压缩器与所述腔外多通脉冲压缩器，均由结构相同、按凹球面反射镜的凹球面共轴相对放置的第一端镜和第二端镜构成，其中，每个端镜包括圆环状支座，在圆环状支座一侧圆环面上配置转动环，在圆环状支座的另一侧圆环面上配置调节转动环绕水平前后方向的x轴转动±2.5°的微调旋钮，以及调节转动环绕竖直z轴转动±2.5°的微调旋钮，转动环绕水平左右方向的y轴转动的角度为0到360°，转动环上装配有凹球面反射镜，凹球面反射镜的镜面直径φ为30～100mm，曲率半径R为1～20m，厚度D为5～10mm，凹球面反射镜上开设一条通透槽，通透槽沿镜面周向的宽度b为4～10mm，沿镜面径向的长度a为12～40mm，第一端镜凹球面反射镜与第二端镜凹球面反射镜的凹球面上均镀覆色散补偿膜系；或者在第一端镜凹球面反射镜的凹球面上镀覆色散补偿膜系，而在第二端镜凹球面反射镜的凹球面上镀覆高反射膜系；或者在第一端镜凹球面反射镜的凹球面上镀覆高反射膜系，而在第二端镜凹球面反射镜的凹球面上镀覆色散补偿膜系。

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