CN103311791B - 飞秒光学参量放大器 - Google Patents

Abstract

一种飞秒光学参量放大器，其特点是通过在光学参量放大器级间插入双折射晶体片在时间上将信号光与闲置光分离，然后利用泵浦激光脉冲的超短时间特性仅选择对其中一路激光进行放大，使得在每一级光学参量放大中泵浦光与信号光都可以工作在完全共线的条件下，消除空间啁啾，提高了转换效率。实验表明，本发明具有转换效率高、无空间啁啾和聚焦能力强的优点。

Description

飞秒光学参量放大器

技术领域

本发明涉及飞秒激光，特别是一种飞秒光学参量放大器。

背景技术

高峰值功率、波长可调谐的激光光源在科学、环境、军事等诸多领域有着重要的应用价值。然而，受限于有限种类的激光增益介质，当前的飞秒激光光源仅分布于若干个有限且孤立的波段，如800纳米、1030纳米、1057纳米、1064纳米等。光学参量放大是目前最为有效的获得高峰值功率、波长可调谐的激光光源的频率变换技术，其原理是利用非线性晶体的二阶非线性极化效应，将入射的泵浦光的能量转移到待放大的信号光中，对信号光进行光学参量放大，同时产生另一频率的闲置光。在光学参量放大过程中，相互作用的泵浦光、信号光、闲置光必须满足能量守恒条件。即泵浦光的频率ω_p、信号光的频率ω_s、闲置光的频率ω_i必须满足：

ω_p=ω_s+ω_i

为了获得最大的转换效率，泵浦光的波矢信号光的波矢闲置光的波矢还必须满足相位匹配条件：

通常相位匹配条件是利用非线性晶体的双折射效应和色散效应来实现的。即通过选择合适的晶体角度实现相位匹配，并通过改变晶体角度选择对不同波长的信号光进行放大，实现波长调谐。按照参量光的偏振态可将相位匹配方式分为I类和II类相位匹配。若信号光和闲置光具有相同的偏振态，称为I类相位匹配；若信号光和闲置光具有垂直的偏振态，称为II类相位匹配。

一个典型的飞秒光学参量放大器的光路布置如图1所示。驱动激光1经由第一分束片10、第二分束片11、第三分束片12被分为四束激光：信号光驱动光2、第一泵浦光4、第二泵浦光5、第三泵浦光6。信号光驱动光2先经过第十一反射镜40反射，然后穿过半波片13和能量衰减器14，再通过第一聚焦镜15聚焦至光学介质片16产生超连续白光3。该超连续白光3经第二聚焦镜17准直或聚焦后入射至第一非线性晶体18，作为第一级光学参量放大的信号光。第一泵浦光4经过第一反射镜23、第二反射镜24、第三聚焦镜26、第五反射镜27、第六反射镜28之后入射至第一非线性晶体18对超连续白光3进行第一级光学参量放大，同时产生第一闲置光7。通过调节由第一反射镜23和第二反射镜24组成的第一延迟线25实现第一泵浦光4与超连续白光3的时间重合。经过第一级光学参量放大的超连续白光3经过第一扩束器19扩束并准直后入射至第二非线性晶体20，作为第二级光学参量放大的信号光。第二泵浦光5经过第三反射镜29、第四反射镜30、第七反射镜32、第三扩束器33、第八反射镜34反射之后入射至第二非线性晶体20对经过第一级光学参量放大的超连续白光3进行第二级光学参量放大，同时产生第二闲置光8。通过调节由第三反射镜29和第四反射镜30组成的第二延迟线31实现第二泵浦光5与超连续白光3的时间重合。经过第二级光学参量放大的超连续白光3经过第二扩束器21扩束并准直后入射至第三非线性晶体22，作为第三级光学参量放大的信号光。第三泵浦光6经过第五反射镜35、第六反射镜36、第九反射镜38、第十反射镜39反射之后入射至第三非线性晶体22对经过第二级光学参量放大的超连续白光3进行第三级光学参量放大，同时产生第三闲置光9。通过调节由第五反射镜35和第六反射镜36组成的第三延迟线37实现第三泵浦光6与超连续白光3的时间重合。经过第三级光学参量放大的超连续白光3输出整个光学参量放大器。

在上述装置中，如果将第一级光学参量放大的第一泵浦光4和超连续白光3设置为完全共线结构，则由于经过第一级光学参量放大的超连续白光3和第一级光学参量放大产生的第一闲置光7在时间和空间上重合，并且传播方向一致，两者均会在第二级光学参量放大中被放大。为了避免这一问题，一般会在第一泵浦光4和超连续白光3之间引入一个很小的非共线角（如1°），使得产生的第一闲置光7与被放大的超连续白光3不在同一光路，仅选择被放大的超连续白光3作为第二级光学参量放大的信号光。同理，在第二级光学参量放大中，第二泵浦光5和超连续白光3也不能工作在完全共线的条件。由于飞秒激光脉冲的超短时间特性，其空间形状是一个很薄的“薄片”。例如，对于一个口径5毫米，脉冲宽度30飞秒的激光脉冲，其“厚度”与口径的比例约为1：500。因此即便是很小（如1°）的非共线角，也会导致很严重的波面失配，如图2所示。这不仅会导致转换效率的大幅度下降，更为严重的是会在被放大的信号激光脉冲中引入空间啁啾，降低被放大激光的可聚焦能力。

发明内容

本发明为了克服上述光学参量放大器结构的缺陷，提供一种飞秒光学参量放大器，该光学参量放大器具有转换效率高、无空间啁啾和聚焦能力强的优点。

本发明的技术解决方案如下：

一种飞秒光学参量放大器，构成包括：

沿驱动激光方向依次是与驱动激光方向成45°的第三分束片、第二分束片和第一分束片；

在第三分束片的反射光路上依次是与光路成45°的第五反射镜、第六反射镜、第九反射镜，所述的第五反射镜和第六反射镜构成第三延迟线；

在第二分束片的反射光路上依次是与光路成45°的第三反射镜、第四反射镜、第七反射镜和第三扩束器，所述的第三反射镜、第四反射镜和第七反射镜与光路成45°，所述的第三反射镜和第四反射镜构成第二延迟线；

在第一分束片的反射光路上依次是第一反射镜、第二反射镜、第三聚焦镜和第五反射镜，所述的第一反射镜、第二反射镜和第五反射镜与光路成45°，所述的第一反射镜和第二反射镜构成第一延迟线；

在第一分束片的透射光路上依次是第十一反射镜、半波片、能量衰减器、第一聚焦镜、光学介质片、第二聚焦镜，所述的第十一反射镜与光路成45°；

其特点在于：

沿所述的第一分束片的透射光路，在所述的第二聚焦镜之后还有依次的第一双色镜、第一非线性晶体、第二双色镜、第一扩束器、第一双折射晶体片、第三双色镜、第二非线性晶体、第四双色镜、第二扩束器、第二双折射晶体片、第五双色镜、第三非线性晶体和第六双色镜，所述的第一双色镜、第二双色镜、第三双色镜、第四双色镜、第五双色镜和第六双色镜与光路成45°；

所述的第一分束片的反射光，即第一泵浦光经所述的第一反射镜、第二反射镜、第三聚焦镜和第五反射镜后注入所述的第一双色镜；

所述的第二分束片的反射光，第二泵浦光依次经第三反射镜、第四反射镜、第七反射镜和第三扩束器注入所述的第三双色镜；

所述的第三分束片的反射光，即第三泵浦光依次经第五反射镜、第六反射镜和第九反射镜注入所述的第五双色镜。

所述的能量衰减器为渐变密度衰减片、可变光阑、半波片或偏振片。

所述的光学介质片为蓝宝石片、钒酸钇片或氟化钙片。

所述的第一聚焦镜、第二聚焦镜、第三聚焦镜、第一扩束器、第二扩束器、第三扩束器为透镜、球面反射镜、非球面反射镜、透镜组、球面反射镜组或非球面反射镜组。

所述的第一非线性晶体、第二非线性晶体和第三非线性晶体为β相偏硼酸钡晶体、硼酸铋晶体、三硼酸锂晶体、磷酸二氢钾晶体、磷酸二氘钾晶体、碘酸锂晶体、铌酸锂晶体或掺氧化镁铌酸锂晶体。

所述的第一双折射晶体片和第二双折射晶体片由石英晶体、钒酸钇晶体、方解石晶体、α相偏硼酸钡晶体或铌酸锂晶体制成。

在本发明中，第一分束片、第二分束片、第三分束片的功能是将驱动激光分为比例合适的几束激光，分别用于产生超连续白光，或者作为各级参量放大器的泵浦光；半波片的功能是将信号光驱动光的偏振方向旋转90度，满足光学参量放大的相位匹配条件；能量衰减器的功能是将信号光驱动光衰减至合适能量，使得在光学介质片中产生的超连续白光为稳定的单丝，确保系统输出激光的稳定性和光束质量；第一聚焦镜的功能是将信号光驱动光聚焦在光学介质片上，利用飞秒激光在光学介质片中传输时的高度非线性产生宽光谱范围的超连续白光；第二聚焦镜的功能对产生的超连续白光进行准直或聚焦，作为第一级光学参量放大的信号光；第三聚焦镜的功能是调节第一级光学参量放大中第一泵浦光在第一非线性晶体上的口径，与超连续白光实现匹配；第一双色镜、第三双色镜、第五双色镜的镀膜特性是对泵浦光反射，对超连续白光透射，其功能是分别使第一泵浦激光、第二泵浦光、第三泵浦光与超连续白光实现空间重合并完全共线；第二双色镜、第四双色镜、第六双色镜的镀膜特性是对泵浦光反射，对超连续白光透射，其功能是对各级光学参量放大之后的剩余泵浦光进行过滤；第一扩束器的功能是将经过第一级光学参量放大的超连续白光扩束至合适的口径，作为第二级光学参量放大的信号光；第二扩束器的功能是将经过第二级光学参量放大的超连续白光扩束至合适的口径，作为第三级光学参量放大的信号光；第三扩束器的功能调节第二级光学参量放大中第二泵浦光在第二非线性晶体上的口径，实现合适的泵浦功率密度；第一双折射晶体片的功能是利用不同偏振态激光在双折射晶体中传播速度不同的特性，将经过第一级光学参量放大的超连续白光与放大过程中产生的第一闲置光在时间上进行分离，然后利用第二泵浦光的超短时间特性仅选择对信号光进行放大，使得在第一级光学参量放大器中的第一泵浦光与超连续白光可以工作在完全共线的条件下；第二双折射晶体片的功能是利用不同偏振态激光在双折射晶体中传播速度不同的特性，将经过第二级光学参量放大的超连续白光与放大过程中产生的第二闲置光在时间上进行分离，然后利用第三泵浦光的超短时间特性仅选择对超连续白光进行放大，使得在第二级光学参量放大器中的第二泵浦光与经过第一级光学参量放大的超连续白光可以工作在完全共线的条件下；第一延迟线的功能是用来调节第一级光学参量放大中的第一泵浦光与超连续白光的时间重合；第二延迟线的功能是用来调节第二级光学参量放大中的第二泵浦光与超连续白光的时间重合；第三延迟线的功能是用来调节第三级光学参量放大中的第三泵浦光与超连续白光的时间重合。

上述光学参量放大器的具体工作过程如下所述：所述的驱动激光被所述的第一分束片、第二分束片、第三分束片分为：信号光驱动光、第一泵浦光、第二泵浦光、第三泵浦光，信号光驱动光先经过第十一反射镜反射，然后透过半波片和能量衰减器，再通过第一聚焦镜聚焦在所述的光学介质片上产生超连续白光，该超连续白光经第二聚焦镜准直或聚焦后作为第一级光学参量放大的信号光；

第一泵浦光经过第一反射镜、第二反射镜、第三聚焦镜、第五反射镜、第一双色镜之后入射至所述的第一非线性晶体作为第一级光学参量放大的泵浦光；

第二泵浦光经过第三反射镜、第四反射镜、第七反射镜、第三扩束器、第三双色镜之后入射至所述的第二非线性晶体作为第二级光学参量放大的泵浦光；

第三泵浦光经过第五反射镜、第六反射镜、第九反射镜、第五双色镜之后入射至第三非线性晶体作为第三级光学参量放大的泵浦光；

第一泵浦光对超连续白光进行第一级光学参量放大，并产生与信号光时间空间重合、共线传播、偏振方向垂直的第一闲置光，通过调节第一延迟线实现第一泵浦光与超连续白光的时间重合；放大之后剩余的第一泵浦光通过第二双色镜被过滤出信号光光路；

经过第一级光学参量放大的超连续白光与放大过程中产生的第一闲置光穿过第二双色镜，经过第一扩束器扩束并准直，然后透过所述的第一双折射晶体片，通过第一双折射晶体片的超连续白光和第一闲置光的传播方向仍然保持一致，但在时间上相互分离；经过第一级光学参量放大的超连续白光穿过第三双色镜，入射至第二非线性晶体，作为第二级光学参量放大的信号光；

第二泵浦光对经过第一级光学参量放大的超连续白光进行第二级光学参量放大，并产生与信号光时间空间重合、共线传播、偏振方向垂直的第二闲置光；通过调节第二延迟线实现第二泵浦光与超连续白光的时间重合；放大之后剩余的第二泵浦光通过第四双色镜被过滤出信号光光路；

经过第二级光学参量放大的超连续白光与放大过程中产生的第二闲置光穿过第四双色镜，经过第二扩束器扩束并准直，然后透过所述的第二双折射晶体片，通过第二双折射晶体片的超连续白光和第二闲置光的传播方向仍然保持一致，但在时间上相互分离；经过第二级光学参量放大的超连续白光穿过第五双色镜，入射至第三非线性晶体，作为第三级光学参量放大的信号光；

第三泵浦光对经过第二级光学参量放大的超连续白光进行第三级光学参量放大，并产生与信号光时间空间重合、共线传播、偏振方向垂直的第三闲置光；通过调节第三延迟线实现第三泵浦光与超连续白光的时间重合；放大之后剩余的第三泵浦光通过第六双色镜被过滤出信号光光路，经过第三级光学参量放大的超连续白光穿过第六双色镜输出整个光学参量放大器。

与先技术相比，本发明具有以下显著的特点：

1、本发明通过在各级光学参量放大器间引入双折射晶体片将信号光与闲置光在时间上进行分离，然后利用泵浦激光脉冲的超短时间特性仅选择对其中一路激光进行放大，使得在每一级光学参量放大中泵浦光与信号光都可以工作在完全共线的条件下，克服了在先技术中泵浦光与信号光不能完全共线的缺点，消除了空间啁啾，提高了转换效率。

2、本发明通过调节第二、第三延迟线可以实现对第一级光学参量放大中产生的第一闲置光进行第二、第三级光学参量放大，而在先技术只能对第一级光学参量放大的信号光进行后续放大。

3、实验表明，本发明光学参量放大器具有转换效率高、无空间啁啾和聚焦能力强的优点。

附图说明

图1现有典型飞秒光学参量放大器的结构光路图

图2非共线光学参量放大导致激光脉冲波面失配的示意图

图3本发明飞秒光学参量放大器的光路图

具体实施方式

图3是本发明飞秒光学参量放大器的光路图，也是本发明飞秒光学参量放大器实施例的光路图，由图可见，本发明飞秒光学参量放大器，构成包括：

沿驱动激光1方向依次是与驱动激光1方向成45°的第三分束片12、第二分束片11和第一分束片10；

在第三分束片12的反射光路上依次是与光路成45°的第五反射镜35、第六反射镜36、第九反射镜38，所述的第五反射镜35和第六反射镜36构成第三延迟线37；

在第二分束片11的反射光路上依次是与光路成45°的第三反射镜29、第四反射镜30、第七反射镜32和第三扩束器33，所述的第三反射镜29、第四反射镜30和第七反射镜32与光路成45°，所述的第三反射镜29和第四反射镜30构成第二延迟线31；

在第一分束片10的反射光路上依次是第一反射镜23、第二反射镜24、第三聚焦镜26和第五反射镜27，所述的第一反射镜23、第二反射镜24和第五反射镜27与光路成45°，所述的第一反射镜23和第二反射镜24构成第一延迟线25；

在第一分束片10的透射光路上依次是第十一反射镜40、半波片13、能量衰减器14、第一聚焦镜15、光学介质片16、第二聚焦镜17，所述的第十一反射镜40与光路成45°；

沿所述的第一分束片10的透射光路，在所述的第二聚焦镜17之后还有依次的第一双色镜41、第一非线性晶体18、第二双色镜42、第一扩束器19、第一双折射晶体片43、第三双色镜44、第二非线性晶体20、第四双色镜45、第二扩束器21、第二双折射晶体片46、第五双色镜47、第三非线性晶体22和第六双色镜48，所述的第一双色镜41、第二双色镜42、第三双色镜44、第四双色镜45、第五双色镜47和第六双色镜48与光路成45°；

所述的第一分束片（10）的反射光，即第一泵浦光4经所述的第一反射镜23、第二反射镜24、第三聚焦镜26和第五反射镜27后注入所述的第一双色镜41；

所述的第二分束片11的反射光，第二泵浦光5依次经第三反射镜29、第四反射镜30、第七反射镜32和第三扩束器33注入所述的第三双色镜44；

所述的第三分束片12的反射光，即第三泵浦光6依次经第五反射镜35、第六反射镜36和第九反射镜38注入所述的第五双色镜47。

本实施例中，驱动激光1为掺钛蓝宝石飞秒激光放大器输出的800nm/8mJ/30fs/1kHz激光脉冲，该驱动激光1经第三分束片12、第二分束片11和第一分束片10分为四束：信号光驱动光2，第一泵浦光4、第二泵浦光5、第三泵浦光6。信号光驱动光2的能量为64μJ，穿过半波片13和能量衰减器14（由可变光阑和渐变密度衰减片组成）后，通过焦距为20厘米的第一聚焦镜15聚焦在厚度为2毫米的蓝宝石片16上，产生波长可以覆盖1100-1600纳米的超连续白光3。在实验中，可以通过仔细调节能量衰减器14和第一聚焦镜15与蓝宝石片16之间的距离使得产生的超连续白光3为稳定的单丝。超连续白光3穿过焦距为4厘米的第二聚焦镜17和第一双色镜41入射至厚度为2.5mm的II类匹配（θ=27.3°，φ=30°）第一BBO晶体18，作为第一级光学参量放大的信号光。第一泵浦光4能量为256μJ，经过第一延迟线25，焦距为20厘米的第三聚焦镜26，第五反射镜27和第一双色镜41之后入射至第一BBO晶体18对超连续白光3进行第一级光学参量放大，并产生一个与信号光脉冲时间空间重合，共线传播，并且偏振方向垂直的第一闲置光7。在实验中，通过调节第一延迟线25实现第一泵浦光4与超连续白光3的时间重合。放大之后剩余的第一泵浦光4通过第二双色镜42被过滤出信号光光路。经过第一级光学参量放大的超连续白光3与放大过程中产生的第一闲置光7穿过第二双色镜42，经过第一扩束器19扩束至与第二泵浦光5匹配的口径，然后穿过厚度为1.5mm的第一YVO₄晶体片43。第一YVO₄晶体片43的光轴平行于抛光面，并与第一泵浦光4的偏振方向平行（或垂直）。通过第一YVO₄晶体片43后两者传播方向仍然保持一致，但在时间上相互分离约1皮秒。经过第一级光学参量放大的超连续白光3穿过第三双色镜44，入射至厚度为2mm的II类匹配（θ=27.3°，φ=30°）第二BBO晶体20，作为第二级光学参量放大的信号光。第二泵浦光5的能量为1.28mJ，经过延迟线31、第七反射镜32、第三扩束器33和第三双色镜44之后入射至第二BBO晶体20对经过第一级光学参量放大的超连续白光3进行第二级光学参量放大，同时会再次产生一个与信号光脉冲时间空间重合，共线传播，并且偏振方向垂直的第二闲置光8。在实验中，通过调节第二延迟线31实现第二泵浦光5与超连续白光3的时间重合。放大之后剩余的第二泵浦光5通过第四双色镜45被过滤出信号光光路。经过第二级光学参量放大的超连续白光3与放大过程中产生的第二闲置光8穿过第四双色镜45，经过第二扩束器21扩束至与第三泵浦光6匹配的口径，然后穿过厚度为1.5mm的第二YVO₄晶体片46。第二YVO₄晶体片46的光轴平行于抛光面，并与第一YVO₄晶体片43的光轴平行。通过第二YVO₄晶体片46后两者传播方向仍然保持一致，但在时间上相互分离约1皮秒。经过第二级光学参量放大的超连续白光3穿过第五双色镜47，入射至厚度为2mm的II类匹配（θ=27.3°，φ=30°）第三BBO晶体22，作为第三级光学参量放大的信号光。第三泵浦光6的能量为6.4mJ，经过第三延迟线37、第九反射镜38，和第五双色镜47之后入射至第三BBO晶体22对经过第二级光学参量放大的超连续白光3进行第三级光学参量放大，同时会再次产生一个与信号光脉冲时间空间重合，共线传播，并且偏振方向垂直的第三闲置光9。在实验中，通过调节第三延迟线37实现第三泵浦光6与超连续白光3的时间重合。放大之后剩余的第三泵浦光6通过第六双色镜48被过滤出信号光光路。在实验中，通过调节第一BBO晶体18、第二BBO晶体20和第三BBO晶体22的角度，可以实现信号光波长1200-1600纳米，闲置光波长1600-2400纳米的可调谐激光脉冲输出。

实验表明，本发明光学参量放大器具有转换效率高、无空间啁啾和聚焦能力强的优点。

Claims (7)

1.一种飞秒光学参量放大器，构成包括：

沿驱动激光(1)方向依次是与驱动激光(1)方向成45°的第三分束片(12)、第二分束片(11)和第一分束片(10)；

在第三分束片(12)的反射光路上依次是与光路成45°的第十二反射镜(35)、第十三反射镜(36)、第九反射镜(38)，所述的第十二反射镜(35)和第十三反射镜(36)构成第三延迟线(37)；

在第二分束片(11)的反射光路上依次是与光路成45°的第三反射镜(29)、第四反射镜(30)、第七反射镜(32)和第三扩束器(33)，所述的第三反射镜(29)、第四反射镜(30)和第七反射镜(32)与光路成45°，所述的第三反射镜(29)和第四反射镜(30)构成第二延迟线(31)；

在第一分束片(10)的反射光路上依次是第一反射镜(23)、第二反射镜(24)、第三聚焦镜(26)和第五反射镜(27)，所述的第一反射镜(23)、第二反射镜(24)和第五反射镜(27)与光路成45°，所述的第一反射镜(23)和第二反射镜(24)构成第一延迟线(25)；

在第一分束片(10)的透射光路上依次是第十一反射镜(40)、半波片(13)、能量衰减器(14)、第一聚焦镜(15)、光学介质片(16)、第二聚焦镜(17)，所述的第十一反射镜(40)与光路成45°；

其特征在于：

沿所述的第一分束片(10)的透射光路，在所述的第二聚焦镜(17)之后还有依次的第一双色镜(41)、第一非线性晶体(18)、第二双色镜(42)、第一扩束器(19)、第一双折射晶体片(43)、第三双色镜(44)、第二非线性晶体(20)、第四双色镜(45)、第二扩束器(21)、第二双折射晶体片(46)、第五双色镜(47)、第三非线性晶体(22)和第六双色镜(48)，所述的第一双色镜(41)、第二双色镜(42)、第三双色镜(44)、第四双色镜(45)、第五双色镜(47)和第六双色镜(48)与光路成45°；

所述的第一分束片(10)的反射光，即第一泵浦光(4)经所述的第一反射镜(23)、第二反射镜(24)、第三聚焦镜(26)和第五反射镜(27)后注入所述的第一双色镜(41)；

所述的第二分束片(11)的反射光，即第二泵浦光(5)依次经第三反射镜(29)、第四反射镜(30)、第七反射镜(32)和第三扩束器(33)注入所述的第三双色镜(44)；

所述的第三分束片(12)的反射光，即第三泵浦光(6)依次经第十二反射镜(35)、第十三反射镜(36)和第九反射镜(38)注入所述的第五双色镜(47)。

2.根据权利要求1所述的飞秒光学参量放大器，特征在于所述的能量衰减器(14)为渐变密度衰减片、可变光阑、半波片或偏振片。

3.根据权利要求1所述的飞秒光学参量放大器，特征在于所述的光学介质片(16)为蓝宝石片、钒酸钇片或氟化钙片。

4.根据权利要求1所述的飞秒光学参量放大器，特征在于所述的第一聚焦镜(15)、第二聚焦镜(17)、第三聚焦镜(26)、第一扩束器(19)、第二扩束器(21)、第三扩束器(33)为透镜、球面反射镜、非球面反射镜、透镜组、球面反射镜组或非球面反射镜组。

5.根据权利要求1所述的飞秒光学参量放大器，特征在于所述的第一非线性晶体(18)、第二非线性晶体(20)和第三非线性晶体(22)为β相偏硼酸钡晶体、硼酸铋晶体、三硼酸锂晶体、磷酸二氢钾晶体、磷酸二氘钾晶体、碘酸锂晶体、铌酸锂晶体或掺氧化镁铌酸锂晶体。

6.根据权利要求1所述的飞秒光学参量放大器，特征在于所述的第一双折射晶体片(43)和第二双折射晶体片(46)由石英晶体、钒酸钇晶体、方解石晶体、α相偏硼酸钡晶体或铌酸锂晶体制成。

7.根据权利要求1所述的飞秒光学参量放大器，特征在于通过调节第二延迟线(31)和第三延迟线(37)分别实现第二泵浦光(5)和第三泵浦光(6)与第一级光学参量放大产生的第一闲置光(7)的时间重合，对第一级光学参量放大产生的第一闲置光(7)进行第二、第三级光学参量放大。