CN104466650B - 纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置及方法 - Google Patents
纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104466650B CN104466650B CN201410812897.8A CN201410812897A CN104466650B CN 104466650 B CN104466650 B CN 104466650B CN 201410812897 A CN201410812897 A CN 201410812897A CN 104466650 B CN104466650 B CN 104466650B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- light source
- nanosecond
- pulse light
- chirped pulse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明涉及纳秒级脉冲光的产生技术，具体是一种纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置及方法。本发明解决了现有纳秒级脉冲光无法阻断原子非弹性碰撞并对原子对相干控制的问题。纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置，包括主激光器、信号发生器、从激光器、参考光激光器、TeO2晶体、光电探测器、示波器、第二偏振分光棱镜、光纤耦合头、光纤；其中，主激光器的输出端与从激光器的输入端之间设有由第一反射镜、第一偏振分光棱镜依次串接而成的光路；第一偏振分光棱镜设于从激光器的输出端与TeO2晶体的输入端之间；TeO2晶体的输出端与第二偏振分光棱镜的输入端之间设有由第二反射镜、第二半波片依次串接而成的光路。本发明适用于纳秒级脉冲光的产生。
Description
技术领域
本发明涉及纳秒级脉冲光的产生技术，具体是一种纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置及方法。
背景技术
脉冲光因为有着很高的空间和时间上的分辨率的特性，现在已经被应用到很多学科的研究领域，例如在生物科学方面利用短脉冲激光可对微生物进行精确定位，直接无损伤观察微生物运动过程并对其动力学过程进行定量统计。在物理方面脉冲光被应用到原子分子的动力学过程研究中。因此脉冲光源的制备显得日益重要并将直接关系到其他领域对微观物质超快动力学等相关方面的研究。纳秒脉冲光源是应用范围很广的脉冲光源之一。目前，纳秒级脉冲光的产生主要是通过调Q技术，其原理是通过放置在光学振荡腔中的Q开关控制激光振荡来实现的。具体产生过程如下：在开始阶段，Q开关处于关闭状态，泵浦源不断给增益介质泵浦能量。当增益介质粒子数反转超过Q开关设定的能量阈值后，打开Q开关，使腔内形成激光振荡放大并输出。此时，由于形成激光增益介质损耗能量大于泵浦能量，粒子反转数不断下降。在粒子数反转降到阈值以下时，关闭Q开关，即完成一个周期的纳秒级脉冲光发射。然而通过上述技术产生的纳秒级脉冲光的频率并不随时间变化，因此在利用纳秒级脉冲光研究原子的碰撞过程中，不能阻断原子非弹性碰撞并对原子对进行相干控制。基于此，有必要发明一种全新的纳秒级脉冲光产生技术，以解决现有纳秒级脉冲光无法阻断原子非弹性碰撞并对原子对相干控制的问题。
发明内容
本发明为了解决现有纳秒级脉冲光无法阻断原子非弹性碰撞并对原子对相干控制的问题，提供了一种纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置及方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置，包括主激光器、信号发生器、从激光器、参考光激光器、TeO2晶体、光电探测器、示波器、第二偏振分光棱镜、光纤耦合头、光纤；其中，主激光器的输出端与从激光器的输入端之间设有由第一反射镜、第一偏振分光棱镜依次串接而成的光路；第一偏振分光棱镜设于从激光器的输出端与TeO2晶体的输入端之间；TeO2晶体的输出端与第二偏振分光棱镜的输入端之间设有由第二反射镜、第二半波片依次串接而成的光路；TeO2晶体的输出端设有束流收集器；第二偏振分光棱镜的输出端与光纤耦合头的输入端之间设有由W形全反射棱镜、透镜依次串接而成的光路；参考光激光器的输出端与第二偏振分光棱镜的输入端之间设有第一半波片；信号发生器的输出端分别与主激光器的输入端和TeO2晶体的输入端连接；光纤耦合头的输出端通过光纤与光电探测器的输入端连接；光电探测器的输出端与示波器的输入端连接。
纳秒级啁啾脉冲光源的产生方法（该方法是在本发明所述的纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置中实现的），该方法是采用如下步骤实现的：
a.信号发生器同时输出一路三角波信号和一路高斯脉冲信号，并保证三角波信号的相位与高斯脉冲信号的相位同步；然后，将三角波信号注入到主激光器中，然后通过三角波信号对主激光器进行电流调制，使得主激光器的频率呈现周期线性变化；同时，将高斯脉冲信号注入到TeO2晶体中，然后通过高斯脉冲信号控制TeO2晶体以实现激光的幅度控制；
b.主激光器输出主激光，并依次通过第一反射镜、第一偏振分光棱镜将主激光注入到从激光器中；然后，从激光器对主激光的频率进行锁定和放大并消除由对主激光器进行电流调制所引起的幅度调制，由此输出连续光，并通过第一偏振分光棱镜将连续光注入到TeO2晶体中；然后，TeO2晶体对连续光进行斩波，由此输出纳秒级啁啾脉冲光源，并依次通过第二反射镜、第二半波片将纳秒级啁啾脉冲光源的一级衍射部分注入到第二偏振分光棱镜中，同时将纳秒级啁啾脉冲光源的零级衍射部分注入到束流收集器中；
c.参考光激光器输出参考激光，并通过第一半波片将参考激光注入到第二偏振分光棱镜中，第二偏振分光棱镜对参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源进行偏振分光，使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源平行输出；然后，分别旋转第一半波片和第二半波片，使得参考激光与纳秒级啁啾脉冲光源的偏振方向相同；然后，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源产生拍频信号；
d.光电探测器将拍频信号转换成电信号，然后将电信号输入到示波器，示波器由此检测纳秒级啁啾脉冲光源的频率随时间的变化。
所述步骤c中，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源产生拍频信号的具体步骤如下：首先，将参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同注入到W形全反射棱镜中，W形全反射棱镜对参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源进行反射，使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源平行输出，并使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源的平行间距缩小；然后，将参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同透过第二偏振分光棱镜后共同注入到透镜中，并通过透镜进行聚焦；然后，将聚焦后的参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同注入到光纤耦合头中，并通过光纤耦合头耦合到光纤中；然后，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光在光纤中进行拍频，并产生拍频信号，拍频信号由此通过光纤被光电探测器探测到。
本发明所述的纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置及方法基于全新原理，产生了纳秒级啁啾脉冲光源。与现有纳秒级脉冲光产生技术产生的纳秒级脉冲光相比，纳秒级啁啾脉冲光源的频率随时间进行变化，由此能够阻断原子对在吸引势能下的非弹性碰撞并对原子进行相干控制。
本发明有效解决了现有纳秒级脉冲光无法阻断原子非弹性碰撞并对原子对相干控制的问题，适用于纳秒级脉冲光的产生。
附图说明
图1是本发明的纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置的结构示意图。
图2是本发明的纳秒级啁啾脉冲光源的产生方法中的拍频信号的示意图。
图中：1-主激光器，2-信号发生器，3-从激光器，4-参考光激光器，5-TeO2晶体，6-光电探测器，7-示波器，8-第一反射镜，9-第一偏振分光棱镜，10-第二反射镜，11-第二偏振分光棱镜，12-束流收集器，13-透镜，14-光纤耦合头，15-W形全反射棱镜，16-第一半波片，17-第二半波片，18-光纤。
具体实施方式
纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置，包括主激光器1、信号发生器2、从激光器3、参考光激光器4、TeO2晶体5、光电探测器6、示波器7、第二偏振分光棱镜11、光纤耦合头14、光纤18；其中，主激光器1的输出端与从激光器3的输入端之间设有由第一反射镜8、第一偏振分光棱镜9依次串接而成的光路；第一偏振分光棱镜9设于从激光器3的输出端与TeO2晶体5的输入端之间；TeO2晶体5的输出端与第二偏振分光棱镜11的输入端之间设有由第二反射镜10、第二半波片17依次串接而成的光路；TeO2晶体5的输出端设有束流收集器12；第二偏振分光棱镜11的输出端与光纤耦合头14的输入端之间设有由W形全反射棱镜15、透镜13依次串接而成的光路；参考光激光器4的输出端与第二偏振分光棱镜11的输入端之间设有第一半波片16；信号发生器2的输出端分别与主激光器1的输入端和TeO2晶体5的输入端连接；光纤耦合头14的输出端通过光纤18与光电探测器6的输入端连接；光电探测器6的输出端与示波器7的输入端连接。
纳秒级啁啾脉冲光源的产生方法（该方法是在本发明所述的纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置中实现的），该方法是采用如下步骤实现的：
a.信号发生器2同时输出一路三角波信号和一路高斯脉冲信号，并保证三角波信号的相位与高斯脉冲信号的相位同步；然后，将三角波信号注入到主激光器1中，然后通过三角波信号对主激光器1进行电流调制，使得主激光器1的频率呈现周期线性变化；同时，将高斯脉冲信号注入到TeO2晶体5中，然后通过高斯脉冲信号控制TeO2晶体5以实现激光的幅度控制；
b.主激光器1输出主激光，并依次通过第一反射镜8、第一偏振分光棱镜9将主激光注入到从激光器3中；然后，从激光器3对主激光的频率进行锁定和放大并消除由对主激光器1进行电流调制所引起的幅度调制，由此输出连续光，并通过第一偏振分光棱镜9将连续光注入到TeO2晶体5中；然后，TeO2晶体5对连续光进行斩波，由此输出纳秒级啁啾脉冲光源，并依次通过第二反射镜10、第二半波片17将纳秒级啁啾脉冲光源的一级衍射部分注入到第二偏振分光棱镜11中，同时将纳秒级啁啾脉冲光源的零级衍射部分注入到束流收集器12中；
c.参考光激光器4输出参考激光，并通过第一半波片16将参考激光注入到第二偏振分光棱镜11中，第二偏振分光棱镜11对参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源进行偏振分光，使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源平行输出；然后，分别旋转第一半波片16和第二半波片17，使得参考激光与纳秒级啁啾脉冲光源的偏振方向相同；然后，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源产生拍频信号；
d.光电探测器6将拍频信号转换成电信号，然后将电信号输入到示波器7，示波器7由此检测纳秒级啁啾脉冲光源的频率随时间的变化。
所述步骤c中，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源产生拍频信号的具体步骤如下：首先，将参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同注入到W形全反射棱镜15中，W形全反射棱镜15对参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源进行反射，使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源平行输出，并使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源的平行间距缩小；然后，将参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同透过第二偏振分光棱镜11后共同注入到透镜13中，并通过透镜13进行聚焦；然后，将聚焦后的参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同注入到光纤耦合头14中，并通过光纤耦合头14耦合到光纤18中；然后，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光在光纤18中进行拍频，并产生拍频信号，拍频信号由此通过光纤18被光电探测器6探测到。
具体实施时，主激光器1采用New Focus公司的6017型外腔式二极管激光器，其激光频率为780nm，其线宽小于100k。信号发生器2采用Rigol DG4162型信号发生器，其最高输出频率为160MHz。从激光器3采用TCLDM9型激光器，其最大输出功率为200mW。参考光激光器4采用Toptica DL pro型激光器。光电探测器6采用ET-4000AF光纤接口型光电探测器，其带宽为9GHz。示波器7采用Tektronix TDS-1012C-EDU型示波器。第二偏振分光棱镜11采用梯形偏振分光棱镜。
Claims (2)
1.一种纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置，其特征在于：包括主激光器（1）、信号发生器（2）、从激光器（3）、参考光激光器（4）、TeO2晶体（5）、光电探测器（6）、示波器（7）、第二偏振分光棱镜（11）、光纤耦合头（14）、光纤（18）；其中，主激光器（1）的输出端与从激光器（3）的输入端之间设有由第一反射镜（8）、第一偏振分光棱镜（9）依次串接而成的光路；第一偏振分光棱镜（9）设于从激光器（3）的输出端与TeO2晶体（5）的输入端之间；TeO2晶体（5）的输出端与第二偏振分光棱镜（11）的输入端之间设有由第二反射镜（10）、第二半波片（17）依次串接而成的光路；TeO2晶体（5）的输出端设有束流收集器（12）；第二偏振分光棱镜（11）的输出端与光纤耦合头（14）的输入端之间设有由W形全反射棱镜（15）、透镜（13）依次串接而成的光路；参考光激光器（4）的输出端与第二偏振分光棱镜（11）的输入端之间设有第一半波片（16）；信号发生器（2）的输出端分别与主激光器（1）的输入端和TeO2晶体（5）的输入端连接；光纤耦合头（14）的输出端通过光纤（18）与光电探测器（6）的输入端连接；光电探测器（6）的输出端与示波器（7）的输入端连接；该装置产生纳秒级啁啾脉冲光源的方法是采用如下步骤实现的：
a.信号发生器（2）同时输出一路三角波信号和一路高斯脉冲信号，并保证三角波信号的相位与高斯脉冲信号的相位同步；然后，将三角波信号注入到主激光器（1）中，然后通过三角波信号对主激光器（1）进行电流调制，使得主激光器（1）的频率呈现周期线性变化；同时，将高斯脉冲信号注入到TeO2晶体（5）中，然后通过高斯脉冲信号控制TeO2晶体（5）以实现激光的幅度控制；
b.主激光器（1）输出主激光，并依次通过第一反射镜（8）、第一偏振分光棱镜（9）将主激光注入到从激光器（3）中；然后，从激光器（3）对主激光的频率进行锁定和放大并消除由对主激光器（1）进行电流调制所引起的幅度调制，由此输出连续光，并通过第一偏振分光棱镜（9）将连续光注入到TeO2晶体（5）中；然后，TeO2晶体（5）对连续光进行斩波，由此输出纳秒级啁啾脉冲光源，并依次通过第二反射镜（10）、第二半波片（17）将纳秒级啁啾脉冲光源的一级衍射部分注入到第二偏振分光棱镜（11）中，同时将纳秒级啁啾脉冲光源的零级衍射部分注入到束流收集器（12）中；
c.参考光激光器（4）输出参考激光，并通过第一半波片（16）将参考激光注入到第二偏振分光棱镜（11）中，第二偏振分光棱镜（11）对参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源进行偏振分光，使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源平行输出；然后，分别旋转第一半波片（16）和第二半波片（17），使得参考激光与纳秒级啁啾脉冲光源的偏振方向相同；然后，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源产生拍频信号；
d.光电探测器（6）将拍频信号转换成电信号，然后将电信号输入到示波器（7），示波器（7）由此检测纳秒级啁啾脉冲光源的频率随时间的变化。
2.根据权利要求1所述的一种纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置，其特征在于：所述步骤c中，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源产生拍频信号的具体步骤如下：首先，将参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同注入到W形全反射棱镜（15）中，W形全反射棱镜（15）对参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源进行反射，使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源平行输出，并使得参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源的平行间距缩小；然后，将参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同透过第二偏振分光棱镜（11）后共同注入到透镜（13）中，并通过透镜（13）进行聚焦；然后，将聚焦后的参考激光和纳秒级啁啾脉冲光源共同注入到光纤耦合头（14）中，并通过光纤耦合头（14）耦合到光纤（18）中；然后，参考激光和纳秒级啁啾脉冲光在光纤（18）中进行拍频，并产生拍频信号，拍频信号由此通过光纤（18）被光电探测器（6）探测到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410812897.8A CN104466650B (zh) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410812897.8A CN104466650B (zh) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104466650A CN104466650A (zh) | 2015-03-25 |
| CN104466650B true CN104466650B (zh) | 2017-06-20 |
Family
ID=52912260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410812897.8A Active CN104466650B (zh) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | 纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104466650B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021023164A1 (zh) | 2019-08-02 | 2021-02-11 | 云丁网络技术(北京)有限公司 | 一种智能锁具控制方法和系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101201528A (zh) * | 2007-12-13 | 2008-06-18 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 全光纤窄线宽百纳秒脉冲信号系统 |
| CN102013625A (zh) * | 2010-10-09 | 2011-04-13 | 维林光电(苏州)有限公司 | 种子光注入主从匹配方法及使用该方法的种子光注入系统 |
| CN102248285A (zh) * | 2007-01-26 | 2011-11-23 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 产生用于材料处理的脉冲列的方法和系统 |
| CN103187682A (zh) * | 2011-12-30 | 2013-07-03 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光发射装置 |
| CN104198057A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-10 | 南京中科神光科技有限公司 | 一种测量单频脉冲激光频率稳定性的方法与装置 |
-
2014
- 2014-12-24 CN CN201410812897.8A patent/CN104466650B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102248285A (zh) * | 2007-01-26 | 2011-11-23 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 产生用于材料处理的脉冲列的方法和系统 |
| CN101201528A (zh) * | 2007-12-13 | 2008-06-18 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 全光纤窄线宽百纳秒脉冲信号系统 |
| CN102013625A (zh) * | 2010-10-09 | 2011-04-13 | 维林光电(苏州)有限公司 | 种子光注入主从匹配方法及使用该方法的种子光注入系统 |
| CN103187682A (zh) * | 2011-12-30 | 2013-07-03 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光发射装置 |
| CN104198057A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-10 | 南京中科神光科技有限公司 | 一种测量单频脉冲激光频率稳定性的方法与装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Measurement of photon distribution in attenuated diode laser pulses;Lian-Tuan Xiao等;《Proceedings of SPIE》;20031231;第4986卷;第464页第1段至第465页第2段、图1 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104466650A (zh) | 2015-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Baumert et al. | Femtosecond pulse shaping by an evolutionary algorithm with feedback. | |
| Wang et al. | Buildup of incoherent dissipative solitons in ultrafast fiber lasers | |
| CN100392925C (zh) | 多脉冲叠加放大器与飞秒激光参量啁啾脉冲放大激光器 | |
| CN100410797C (zh) | 产生高重复频率超短超强激光脉冲列的装置和方法 | |
| Su et al. | On-demand multimode optical storage in a laser-written on-chip waveguide | |
| CN104466650B (zh) | 纳秒级啁啾脉冲光源的产生装置及方法 | |
| CN109378695B (zh) | 基于光频梳锁定的高平均功率锁模激光产生系统和方法 | |
| CN115377786B (zh) | 一种提高激光脉冲时域对比度的系统及方法 | |
| CN200944491Y (zh) | 产生高重复频率超短超强激光脉冲列的装置 | |
| CN106229797B (zh) | 用于产生超短超高斯脉冲的光纤环时间透镜系统 | |
| CN111693159B (zh) | 基于时频复用的大带宽超快脉冲实时时域测量方法和系统 | |
| JP5339364B2 (ja) | レーザー同期方法、レーザーシステム及びポンプ・プローブ測定システム | |
| CN107101946A (zh) | 带有探针光脉冲压缩技术的光延时同源激光泵浦探测装置 | |
| RU2687513C1 (ru) | Устройство для адаптивного временного профилирования ультракоротких лазерных импульсов | |
| JP2013157551A (ja) | 半導体レーザ装置および非線形光学効果利用機器 | |
| CN112673533A (zh) | 脉冲可配置光纤激光器单元 | |
| CN113078540B (zh) | 一种重频啁啾脉冲放大激光双压缩输出装置及其实现方法 | |
| CN204925576U (zh) | 一种基于铷蒸汽中四波混频过程的多模量子光源实现装置 | |
| CN111693157B (zh) | 基于时频复用的大泵浦带宽超快脉冲时域测量方法和系统 | |
| Zahari et al. | UWB triplet and quadruplet pulses generation employs nonlinear effect in semiconductor optical amplifier nonlinear loop mirror | |
| RU218766U1 (ru) | Волоконный генератор последовательностей пикосекундных лазерных импульсов на основе кольцевого резонатора с активной фотонно-кристаллической вставкой | |
| CN102129144B (zh) | 基于非线性偏振旋转的激光脉冲尖峰抑制方法及装置 | |
| Zohrabyan et al. | Spectral compression of picosecond pulses by means of cross-phase modulation | |
| Zahari et al. | Injection current and optical delay effects in all-optical UWB signal generation employs SOA-NOLM | |
| Nada et al. | Simultaneous Enhancement of Contrast and Power of Femtosecond Laser Pulses by Nonlinear Interferometer. Photonics 2021, 8, 520 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |