CN105186280A - 飞秒激光器脉冲压缩模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞秒激光器脉冲压缩模组。采用透射式光栅对，反射组件采用直角发射棱镜，光栅对间隔可调，脉冲压缩模组依次包括光栅一1及光栅夹具一3、光栅夹具二4及光栅夹具二4、直角发射棱镜6及棱镜固定夹具。本发明采用透射式光栅，效率高，同时光栅间隔可调，从而可以获得不同脉宽的飞秒脉冲输出，可以满足不同的脉冲宽度需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞秒激光器，具体涉及一种飞秒激光器脉冲压缩模组。
背景技术
脉冲压缩是飞秒激光器的重要组成部分，其直接决定着飞秒激光器输出的脉冲宽度，它是利用光栅色散的原理，来补偿激光谐振腔中的色散，已达到压缩脉冲的效果，通过调节两光栅的间隔，可以改变其色散补偿量，从而可以调节脉宽压缩比，得到不同脉宽的脉冲输出。同时由于光在通过光栅时，会有衍射损耗，从而影响激光输出功率，可反射式光栅损耗比透射式会更大。
现有飞秒激光器脉冲压缩模组技术，多为反射式金属光栅，光栅间隔固定，效率低；如图1所示，采用反射式金属光栅对，此种技术衍射损耗会比较大，效率低，反射组件为平面反射镜，会有空间啁啾的问题。或者是用两个垂直的平面镜反射，如图2所示，虽然也可以解决空间啁啾的问题，但这样造成结构设计更复杂，成本高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种飞秒激光器脉冲压缩模组，在解决空间啁啾问题的同时，解决衍射损耗大、效率低的问题。
本发明的技术解决方案是：飞秒激光器脉冲压缩模组采用透射式光栅对，反射组件采用直角发射棱镜，光栅对间隔可调。
当入射光通过光栅以后，脉冲的不同频率分量以稍有不同的角度衍射，各自受到不同的时间延迟，这样，当脉冲通过光栅对时，后沿将赶上前沿，脉冲被压缩。
光栅对的脉冲压缩比由光栅对间隔决定，通过调节光栅对间隔可以得到不同宽度的脉冲输出，以适合不同的脉冲宽度需求。
如果只通过光栅一次，频谱在空间上也会被色散，一个简单的解决办法是将光束再反射回光栅对，在反射组件的选取上，如果采用平面镜反射，仍然会有空间啁啾的问题，可以用两个垂直的平面镜反射，或直角发射棱镜，但两个垂直的平面镜结构设计上会更复杂，成本也会更高，因此本发明采用反射棱镜，很好的解决了这个问题。
本发明反射组件采用直角发射棱镜，棱镜采用全反射原理，棱镜直角边不能被遮盖，同时斜边为入射面。
根据以上技术方案，本发明设计了光栅对间隔可调的安装结构，设计了新型棱镜固定夹具结构。
飞秒激光器脉冲压缩模组结构依次包括光栅一及光栅夹具一、光栅夹具二及光栅夹具二、直角发射棱镜及棱镜固定夹具；透射式光栅对中的光栅一放置在光栅夹具一上，光栅二放置在光栅夹具二上，在光栅夹具二的下部设有光栅调节维台；直角发射棱镜放置在棱镜固定夹具上。
进一步地，所述棱镜固定夹具包括棱镜夹具、棱镜夹具压块；所述棱镜夹具底部为水平平台，平台中间上部为两个垂直结构的棱镜固定面，水平平台与两个垂直结构的棱镜固定面之间围成的空间形成棱镜让位槽，水平平台两侧设有棱镜夹具安装孔；所述棱镜固定面设有棱镜夹具压块固定孔；所述直角发射棱镜的直角边靠住棱镜固定面，棱镜让位槽露出棱镜全反射面，所述棱镜夹具压块压住直角发射棱镜的两侧边，螺丝通过棱镜夹具压块固定孔固定棱镜夹具压块。
进一步地，所述光栅夹具一包括光栅架一，光栅架一下部为条状支撑架，光栅架一上部设有安装槽口一，条状支撑架两端设有安装孔一；光栅一沿光栅架一靠边放入安装槽口一内，再涂胶固定。
进一步地，所述光栅夹具二包括光栅架二，光栅架二下部为平面支撑架，光栅架二置于平面支撑架靠近光栅架一的一侧，光栅架二上部设有安装槽口二，平面支撑架上设有安装孔二，光栅调节维台固定在安装孔二上；光栅二沿光栅架二靠边放入安装槽口二内，再涂胶固定。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用透射式光栅，效率高，同时光栅间隔可调，从而可以获得不同脉宽的飞秒脉冲输出，可以满足不同的脉冲宽度需求。
(2)在反射组件的选取上，如果采用平面镜反射，仍然会有空间啁啾的问题，因此本产品采用直角反射棱镜，很好的解决了这个问题。
(3)直角棱镜采用全反射原理，所以棱镜直角边不能被遮盖，同时斜边为入射面，因此设计了新型结构的棱镜固定夹具，很好的解决了这个问题。
整体结构体积小，容易整合在飞秒激光器里。
附图说明
图1反射式金属光栅光路原理图
图2是两个垂直的平面镜反射的金属光栅光路原理图。
图3是本发明飞秒激光器脉冲压缩组原理图。
图4是本发明飞秒激光器脉冲压缩组结构图。
图5是棱镜固定夹具左视图。
图6是棱镜固定夹具右视图。
图7是光栅一及光栅夹具一的结构图。
图8是光栅二及光栅夹具二的结构图。
图9是光栅调节维台结构图。
图中：1-光栅一；2-光栅二；3-光栅夹具一；4-光栅夹具二；5-光栅调节维台；6-直角反射棱镜；7-棱镜夹具；8-棱镜夹具压块；9-棱镜固定面；10-棱镜让位槽；11-棱镜夹具压块安装孔；12-槽形棱镜夹具安装孔；13-安装孔一；14-光栅架一；15-安装槽口一；16-安装孔二；17-光栅架二；18-安装槽口二；19-调节旋钮；20-滑动平台；21-滑轨。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
一种飞秒激光器脉冲压缩模组，采用透射式光栅对，反射组件采用直角发射棱镜，光栅对间隔可调，间隔调节范围是0～10mm。
所述脉冲压缩模组依次包括光栅一1及光栅夹具一3、光栅夹具二4及光栅夹具二4、直角发射棱镜6及棱镜固定夹具；所述透射式光栅对中的光栅一1放置在光栅夹具一3上，光栅二2放置在光栅夹具二4上，在光栅夹具二4的下部设有光栅调节维台5；所述直角发射棱镜6放置在棱镜固定夹具上。
所述棱镜固定夹具包括棱镜夹具7、棱镜夹具压块8；所述棱镜夹具7底部为水平平台，平台中间上部为两个垂直结构的棱镜固定面9，水平平台与两个垂直结构的棱镜固定面9之间围成的空间形成棱镜让位槽10，水平平台两侧设有槽形棱镜夹具安装孔12，使安装过程中可以对夹具进行微调；所述棱镜固定面9设有棱镜夹具压块固定孔11。
如图5所示，直角发射棱镜6的直角边靠住棱镜固定面9，棱镜让位槽10露出棱镜全反射面，在用棱镜夹具压块8压住直角发射棱镜6的两侧边及斜边，压好后用螺丝固定住棱镜夹具压块8。槽形棱镜夹具安装孔12用于微调棱镜组件，让其可使用范围更大。
如图6所示，直角发射棱镜6安装完成图。
光栅夹具一3包括光栅架一14，光栅架一14下部为条状支撑架，光栅架一14上部设有安装槽口一15，条状支撑架两端设有安装孔一13，安装孔一13将光栅一1固定在激光壳体上。
光栅夹具二4包括光栅架二17，光栅架二17下部为平面支撑架，光栅架二17置于平面支撑架靠近光栅架一14的一侧，光栅架二17上部设有安装槽口二18，平面支撑架上设有安装孔二16，光栅调节维台5固定在安装孔二16上。
光栅夹具及光栅安装说明：如图7所示，光栅一1沿光栅架一14靠边放入安装槽口一15内，再涂胶固定；如图8所示，光栅二2沿光栅架二17靠边放入安装槽口二18内并靠住前端，再涂胶固定。安装孔二16装入光栅调节维台5上用于扩大光栅二2调节的范围，让其可调节范围更大。
如图9所示，为光栅间隔调节一维平台，光栅二2由光栅夹具二4安装到滑动平台20上，通过旋转调节旋钮19，使得滑动平台20在滑轨21上前后滑动，从而调节光栅间隔。
本发明采用穿透式光栅对，损耗小，效率高，光栅间隔为可调式，从而可以得到不同脉宽的脉冲输出，可以满足不同客户的需求。
Claims (5)
1.一种飞秒激光器脉冲压缩模组，其特征在于采用透射式光栅对，反射组件采用直角发射棱镜，光栅对间隔可调，间隔调节范围是0～10mm。
2.根据权利要求1所述的一种飞秒激光器脉冲压缩模组，其特征在于所述脉冲压缩模组依次包括光栅一(1)及光栅夹具一(3)、光栅夹具二(4)及光栅夹具二(4)、直角发射棱镜(6)及棱镜固定夹具；所述透射式光栅对中的光栅一(1)放置在光栅夹具一(3)上，光栅二(2)放置在光栅夹具二(4)上，在光栅夹具二(4)的下部设有光栅调节维台(5)；所述直角发射棱镜(6)放置在棱镜固定夹具上。
3.根据权利要求2所述的一种飞秒激光器脉冲压缩模组，其特征在于所述棱镜固定夹具包括棱镜夹具(7)、棱镜夹具压块(8)；所述棱镜夹具(7)底部为水平平台，平台中间上部为两个垂直结构的棱镜固定面(9)，水平平台与两个垂直结构的棱镜固定面(9)之间围成的空间形成棱镜让位槽(10)，水平平台两侧设有槽形棱镜夹具安装孔(12)，使安装过程中可以对夹具进行微调；所述棱镜固定面(9)设有棱镜夹具压块固定孔(11)；所述直角发射棱镜(6)的直角边靠住棱镜固定面(9)，棱镜让位槽(10)露出棱镜全反射面，所述棱镜夹具压块(8)压住直角发射棱镜(6)的两侧边及斜边，螺丝通过棱镜夹具压块固定孔(11)固定棱镜夹具压块(8)。
4.根据权利要求2所述的一种飞秒激光器脉冲压缩模组，其特征在于所述光栅夹具一(3)包括光栅架一(14)，光栅架一(14)下部为条状支撑架，光栅架一(14)上部设有安装槽口一(15)，条状支撑架两端设有安装孔一(13)，所述安装孔一(13)将光栅一(1)固定在激光器壳体上；光栅一(1)沿光栅架一(14)靠边放入安装槽口一(15)内，再涂胶固定。
5.根据权利要求2所述的一种飞秒激光器脉冲压缩模组，其特征在于所述光栅夹具二(4)包括光栅架二(17)，光栅架二(17)下部为平面支撑架，光栅架二(17)置于平面支撑架靠近光栅架一(14)的一侧，光栅架二(17)上部设有安装槽口二(18)，平面支撑架上设有安装孔二(16)，光栅调节维台(5)固定在安装孔二(16)上；光栅二(2)沿光栅架二(17)靠边放入安装槽口二(18)内，再涂胶固定。
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