CN107910736A - 基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，涉及激光脉冲放大技术领域，该基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统包括激光发射模块、分束模块、调光程模块和合束模块；分束模块设置在激光发射模块的后方，激光发射模块用于产生啁啾激光脉冲，分束模块用于将啁啾激光脉冲分成多束光路；调光程模块设置在分束模块的后方，且调光程模块设置在分束后的任意一条光路中，调光程模块用于调节该光路的光程；合束模块设置在调光程模块的后方，合束模块用于汇聚不同光程的啁啾激光脉冲，并将发生干涉后的啁啾激光脉冲发射出，改善了现有技术中啁啾激光脉冲在放大的过程中，光谱发生增益窄化等技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及激光脉冲放大技术领域，尤其涉及一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统。
背景技术
激光的诞生为人类提供了一种全新的可控光源，脉宽越来越短、强度越来越高是追求激光脉冲的目标之一。在先后经过调Q技术(Q-Swithing)、锁模技术(Mode-Locking)、以及碰撞锁模(Collision Mode-Locking)技术的发展后，激光脉冲的脉宽也逐步从纳秒(ns，10-9-10-10s)、皮秒(ps，10-12s)量级缩短到了飞秒(fs，10-15s)甚至阿妙(as，10-18s)量级。超短激光脉冲(ps量级及以下)具有极短的脉冲持续时间，可以在时间上集中光能，构成超高的峰值功率和电场强度，因而在诸如强场物理、材料物理、聚变快点火以及非线性光学等领域都有着广泛的应用。
为了追求脉冲峰值功率的进一步提高，Strickland D.等人把微波波段的啁啾雷达技术引入激光脉冲放大领域，提出的啁啾脉冲放大(Chirped Pulse Amplification,CPA)技术已经成为当今时间上超短激光脉冲系统中脉冲能量放大的主要手段。尽管利用CPA技术已经较容易获得超高强度超短激光脉冲，但它仍然存在一些不可避免的缺陷，尤其是放大过程中的光谱增益窄化、增益饱和效应比较明显，影响再压缩后的脉冲达不到原来的宽度。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，以缓解现有技术中啁啾激光脉冲在放大的过程中，光谱发生增益窄化等技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，包括激光发射模块、分束模块、调光程模块和合束模块；
所述分束模块设置在所述激光发射模块的后方，所述激光发射模块用于产生啁啾激光脉冲，所述分束模块用于将所述啁啾激光脉冲分成多束光路；
所述调光程模块设置在所述分束模块的后方，且所述调光程模块设置在分束后的任意一条光路中，所述调光程模块用于调节该光路的光程；
所述合束模块设置在所述调光程模块的后方，所述合束模块用于汇聚不同光程的所述啁啾激光脉冲，并将发生干涉后的所述啁啾激光脉冲发射出。
进一步的，所述激光发射模块包括激光发射器和展宽器；
所述激光发射器用于发射超短激光脉冲，所述展宽器用于将所述超短激光脉冲展宽形成所述啁啾激光脉冲。
进一步的，所述分束模块包括第一分束镜；
所述第一分束镜设置在所述展宽器的后方，所述第一分束镜用于将经所述展宽器形成的所述啁啾激光脉冲进行分束。
进一步的，所述第一分束镜将所述啁啾激光脉冲分成两束光，所述两束光分别形成第一光路和第二光路；
所述调光程模块设置在第一光路上。
进一步的，所述调光程模块包括电光晶体和控制电源；
所述控制电源用于向所述电光晶体加载电压，所述电压随时间的变化规律与所述啁啾激光脉冲的频率随时间变化的规律相同，所述电光晶体用于通过所述啁啾激光脉冲；
所述电光晶体接收随时间变化的电压，所述电光晶体的折射率随所述电压的大小同步改变。
进一步的，还包括第一反射镜；
所述第一反射镜设置在第一光路上，且所述第一反射镜设置在所述调光程模块的后方。
进一步的，还包括第二反射镜；
所述第二反射镜设置在第二光路上，且设置在所述第一分束镜的后方。
进一步的，所述合束模块包括第一合束镜；
所述第一合束镜设置在所述第一反射镜以及所述第二反射镜的后方。
进一步的，所述电光晶体的数量至少一个。
进一步的，所述第一分束镜和所述第一合束镜均采用半透半反镜。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，包括激光发射模块，分束模块、调光程模块和合束模块；分束模块设置在激光发射模块的后方，激光发射模块用于发射啁啾激光脉冲，分束模块用于将啁啾激光脉冲分成多束光路；调光程模块设置在分束模块的后方，且调光程模块设置在分束后的任意一条光路中，调光程模块用于调节该光路的光程；合束模块设置在调光程模块的后方，合束模块用于汇聚不同光程的啁啾激光脉冲，并将汇聚干涉后的啁啾激光脉冲发射出；通过上述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，再利用啁啾激光脉冲的频率随时间线性变化的特点，将频谱分布为高斯函数形的啁啾激光脉冲经分束模块分成两路相同的光束，其中一路光束经过调光程模块改变光程，与另一路光束形成相位差，再通过合束模块将两路不同光程的光束汇聚干涉，并由合束模块发射出，从而实现对啁啾激光脉冲频谱的整形，形成具有新频谱的新光束，新光束能够再次经过与上述相同的处理方式再次得到不同光束；按照上述方式依次对啁啾激光脉冲经过多次的频谱整形操作，以达到最终所要求的具有中间凹型的整形频谱的啁啾激光脉冲，以补偿当啁啾激光脉冲经过钕玻璃或钛宝石等增益介质时，频谱的中间频率成分增益大，而两侧频率增益小的增益窄化效应，使之能够更有利于支持压缩后形成的更短的脉宽；同时，该系统不涉及非线性光学效应，光路调整简单、成本低廉，可得到用于克服啁啾脉冲放大过程中的光谱增益窄化效应的整形频谱。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明提供的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统的光路示意图；
图2为本发明提供的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统采用多组电光晶体的示意图；
图3为本发明提供的啁啾激光脉冲频谱多次整形的示意图；
图4为本发明提供的经基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统整形后的频谱对比图。
图标：10-第一分束镜；20-电光晶体；30-控制电源；40-第一反射镜；50-第二反射镜；60-第一合束镜；100-基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示，本实施例提供的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统包括激光发射模块，分束模块、调光程模块和合束模块；分束模块设置在激光发射模块的后方，激光发射模块用于发射啁啾激光脉冲，分束模块用于将啁啾激光脉冲分成多束光路；调光程模块设置在分束模块的后方，且调光程模块设置在分束后的任意一条光路中，调光程模块通过自身折射率的改变调节该光路的光程，使得该光路与另外一束光路产生相位差；合束模块设置在调光程模块的后方，合束模块用于汇聚不同光程的啁啾激光脉冲，并将汇聚干涉后的啁啾激光脉冲发射出。
具体的，激光发射模块能够发射出啁啾激光脉冲，分束模块将入射至其自身上的光束分成具有一定光强比(一般为1:1)的透射光束和反射光束，透射光束和反射光束的光谱成分完全相同；其中，透射光束和反射光束中的其中一束光束经过调光程模块，调光程模块能够通过自己的透射率改变来改变该路光束的光程，从而使得透射光束与反射光束成为具有相位差的两路的啁啾激光脉冲；两束具有相位差的啁啾激光脉冲最终汇合在合束模块上，经合束模块发生干涉，并最终合并成一路光束再次发射出。
其中，啁啾激光脉冲的频率能够随着时间呈线性变化，调光程模块自身的透射率也发生变化，啁啾激光脉冲不同的时刻获得的频率不同，经过该频谱整形系统后的透射率不同，即在啁啾激光脉冲的持续时间内，不同时刻的频率也以不同的透射率出射，从而实现对啁啾激光脉冲的频谱进行整形的目的。
其中，经激光发射模块发射出的啁啾激光脉冲的波形图一般呈高斯函数形，经过傅里叶变换后的频谱分布也成高斯函数形分布，但是这种频谱分布形式的脉冲在经过钕玻璃或钛宝石等增益介质时，不能补偿这类增益介质在对激光放大的过程中产生的光谱增益窄化效应的问题，因此需要通过该频谱整形系统对啁啾激光脉冲各频率的透射率进行调节，进而实现对啁啾激光脉冲频谱分布的整形。
其中，该基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统100可以多个罗列依次使用，即将频谱分布为高斯函数形的啁啾激光脉冲经过多次整形处理，最终得到所需要的啁啾激光脉冲的频谱。
如图4所示，其中，横坐标为波长，纵坐标为相对强度，标号A的图形代表需要进行频谱整形的啁啾激光脉冲的频谱分布图，标号B的图形代表完成频谱整形的频谱分布图。
通过上述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统100，再利用啁啾激光脉冲的频率能够随时间线性变化的特点，将频谱分布为高斯函数形的啁啾激光脉冲经分束模块分成两路相同的光束，其中一路光束再经过调光程模块改变该路光束的光程，从而与另一路光束形成相位差，再通过合束模块将具有相位差的两路光束汇聚干涉，而后由合束模块将该新光束发射出，从而实现对啁啾激光脉冲频谱的整形，形成具有新频谱的新光束；发射出的新光束能够再次经过与上述相同的光路处理方式再次得到具有区别的光束；按照上述方式依次对啁啾激光脉冲经过多次的频谱整形操作，以达到最终所要求的具有中间凹型的整形频谱的啁啾激光脉冲，以改善当啁啾激光脉冲经过钕玻璃或钛宝石等增益介质时，不能补偿这类增益介质在对激光放大的过程中对形成频谱的中间频率成分增益大，而两侧频率增益小的增益窄化效应的问题，使之能够更有利于支持压缩后形成的更短的脉宽；同时，该系统不涉及非线性光学效应，光路调整简单、成本低廉，可得到用于克服啁啾脉冲放大过程中的光谱增益窄化效应的整形频谱。
在本实施例可选的方案中，如图1-4所示，激光发射模块包括发射器和展宽器，激光发射器用于发射超短激光脉冲，展宽器用于将超短激光脉冲展宽形成啁啾激光脉冲。
具体的，激光发射模块用于发射出呈高斯函数形的啁啾激光脉冲。
其中，啁啾激光脉冲是一种频率随着时间呈线性变化的激光脉冲，即频率是时间的正比例函数，一般通过超短脉冲经过展宽器展宽获得；故而，激光发射模块包括激光发射器和展宽器，激光发射器用于发射超短激光脉冲，展宽器用于将超短激光脉冲展宽形成啁啾激光脉冲。
其中，超短激光脉冲一般小于10-12秒，啁啾激光脉冲的持续时间大约在ns(纳秒)量级，即10-9秒左右。
其中，展宽器是使超短激光脉冲的时间加长，最终变成脉宽较宽的脉冲信号。
在本实施例可选的方案中，如图1-4所示，分束模块包括第一分束镜10，第一分束镜10设置在展宽器的后方，第一分束镜10用于将经展宽器形成的啁啾激光脉冲进行分束。
具体的，分束模块用于将经激光发射模块发射的啁啾激光脉冲分成两束或者多束光谱成分相同的光束；分束模块包括第一分束镜10，通过第一分束镜10实现分束功能，第一分束镜10设置在激光发射模块的后方。
其中，分束镜是在光学玻璃的表面镀一层或者多层薄膜，将投射至该镀膜玻璃上的光线通过反射和折射，将光束分成两路或者多路的一种镀膜玻璃；分束镜通常总是倾斜使用，能够便于将入射光分离成反射光和透射光。
其中，将一束光分成光谱成分相同的两路光束，即在一定的波长区域内，对各个波长的光线具有相同的透射率和反射率，属于中性分束镜，在本实施例中所采用的第一分束镜10为中性分束镜。
在本实施例可选的方案中，如图1-4所示，第一分束镜10将啁啾激光脉冲分成两路光束，两束光分别形成第一光路和第二光路，调光程模块设置在第一光路上。
具体的，第一分束镜10将啁啾激光脉冲分成两路光束，这两路光束分别形成了第一光路和第二光路；为了让经过第一光路的光束光程与经过第二光路的光束光程不同，即具有相位差；故而将调光程模块设置在第一光路上，进而改变经第一光路的光束光程，而第二光路的光束的光程不变。
类似的，调光程模块设置在第二光路上，以改变第二光路上的光束光程，而第一光路上的光束光程不变。
在本实施例可选的方案中，如图1-4所示，调光程模块包括电光晶体20和控制电源30；控制电源30用于向电光晶体20加载电压，电光晶体20用于透射通过啁啾激光脉冲，电光晶体20所接收到的是随时间变化的电压，电光晶体20的折射率随电压的大小同步改变。
进一步的，电光晶体20的数量至少一个。
具体的，调光程模块是用于改变从第一光路经过的啁啾激光脉冲的光程，调光程模块包括电光晶体20和控制电源30，控制电源30能够向电光晶体20加载大小随着时间改变的电压，使得电光晶体20的折射率随着电压的改变而同步变化，从而导致啁啾激光脉冲的光程随着时间而发生变化，形成两路具有相位差的光束；依据不同时刻不同的电压，改变马赫增德尔干涉仪整体的透射率，从而调制啁啾激光脉冲各频率的透射率，实现对啁啾激光脉冲频谱的整形。其中，电光晶体20是一种在外电场的作用下，晶体的折射率发生变化的晶体材料；电光晶体20的电光效应具有两种类型，一种是泡克尔斯效应，即电光晶体20的折射率变化与电压的一次方成正比，且产生这种效应的电光晶体20通常是不具有对称中心的各向异性晶体；另一种是克尔效应，即电光晶体20的折射率变化与电压的平方成正比，且产生这种效应的晶体通常是具有任意对称性质的晶体或各向同性介质。
其中，电光晶体20优先选用KTN电光晶体，也可以选择其他电光晶体，但相较KTN电光晶体性能更高。
其中，当电光晶体20的数量为多个时，多个电光晶体20依次排列开，即光学上的串联，当第一个电光晶体20因自身折射率改变，进而改变啁啾激光脉冲的光程，改变后的啁啾激光脉冲在进入第二电光晶体20时，第二个电光晶体20正常工作，再次改变啁啾激光脉冲的光程；依次多个电光晶体20改变第一光路上的啁啾激光脉冲的光程，最终与第二光路的啁啾激光脉冲产生相位差；另外，采用电光晶体20串联的形式能够很大程度的降低所加载的电压。
在本实施例可选的方案中，如图1-4所示，还包括第一反射镜40，第一反射镜40设置在第一光路上，且第一反射镜40设置在调光程模块的后方。
进一步的，还包括第二反射镜50，第二反射镜50设置在第二光路上，且设置在第一分束镜10的后方。
具体的，反射镜是在光学玻璃的背面镀上一层金属银薄膜或者铝薄膜，然后使入射光反射的光学元件；因而在该基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统100中还包括第一反射镜40和第二反射镜50，以改变两路光束的光路方向，便于最终汇聚发生干涉。
其中，第一反射镜40设置在第一光路上，且设置在调光程模块的后方，用于反射光程改变后的啁啾激光脉冲；第二反射镜50设置在第二光路上，且设置在第一分束镜10的后方，用于反射初始的啁啾激光脉冲。
在本实施例可选的方案中，如图1-4所示，合束模块包括第一合束镜60，第一合束镜60设置在第一反射镜40以及第二反射镜50的后方。
具体的，合束模块用于汇聚分束后的两束光，合束模块包括第一合束镜60，第一合束镜60将第一光路的光束和第二光路的光束汇聚在一个点，使得第一光路的光束和第二光路的光束发生干涉，因为经过第一光路的光束与经过第二光路的光束之间产生相位差，干涉后的光束再次通过第一合束镜60射出。
进一步的，第一分束镜10和第一合束镜60均为半透半反镜。
具体的，半透半反镜是既可以进行透射，又可以进行反射的光学镜，具有低吸收的特性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，其特征在于，包括激光发射模块、分束模块、调光程模块和合束模块；
所述分束模块设置在所述激光发射模块的后方，所述激光发射模块用于产生啁啾激光脉冲，所述分束模块用于将所述啁啾激光脉冲分成多束光路；
所述调光程模块设置在所述分束模块的后方，且所述调光程模块设置在分束后的任意一条光路中，所述调光程模块用于调节该光路的光程；
所述合束模块设置在所述调光程模块的后方，所述合束模块用于汇聚不同光程的所述啁啾激光脉冲，并将发生干涉后的所述啁啾激光脉冲发射出。
2.根据权利要求1所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统,其特征在于，所述激光发射模块包括激光发射器和展宽器；
所述激光发射器用于发射超短激光脉冲，所述展宽器用于将所述超短激光脉冲展宽形成所述啁啾激光脉冲。
3.根据权利要求2所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统,其特征在于，所述分束模块包括第一分束镜；
所述第一分束镜设置在所述展宽器的后方，所述第一分束镜用于将经所述展宽器形成的所述啁啾激光脉冲进行分束。
4.根据权利要求3所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统,其特征在于，所述第一分束镜将所述啁啾激光脉冲分成两束光，所述两束光分别形成第一光路和第二光路；
所述调光程模块设置在第一光路上。
5.根据权利要求3所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统,其特征在于，所述调光程模块包括电光晶体和控制电源；
所述控制电源用于向所述电光晶体加载电压，所述电压随时间的变化规律与所述啁啾激光脉冲的频率随时间变化的规律相同，所述电光晶体用于通过所述啁啾激光脉冲；
所述电光晶体接收随时间变化的电压，所述电光晶体的折射率随所述电压的大小同步改变。
6.根据权利要求5所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统,其特征在于，还包括第一反射镜；
所述第一反射镜设置在第一光路上，且所述第一反射镜设置在所述调光程模块的后方。
7.根据权利要求6所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统,其特征在于，还包括第二反射镜；
所述第二反射镜设置在第二光路上，且设置在所述第一分束镜的后方。
8.根据权利要求7所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统,其特征在于，所述合束模块包括第一合束镜；
所述第一合束镜设置在所述第一反射镜以及所述第二反射镜的后方。
9.根据权利要求5-8任一项所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统,其特征在于，所述电光晶体的数量至少一个。
10.根据权利要求8所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，其特征在于，所述第一分束镜和所述第一合束镜均采用半透半反镜。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108896221A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-11-27 | 天津大学 | 一种基于马赫-增德尔干涉的冲击波信号检测装置及方法 |
| CN109510054A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-22 | 中国科学技术大学 | 一种多频超短激光脉冲串的产生方法 |
| CN110068552A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-07-30 | 哈尔滨工业大学 | 基于2.02μm单纵模激光器的分振幅型干涉仪 |
| CN111061060A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-24 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种紧凑型时间整形系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101311810A (zh) * | 2008-07-02 | 2008-11-26 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 啁啾展宽激光脉冲光谱整形装置及方法 |
| CN104898305A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-09 | 天津理工大学 | 一种基于波长间隔可调谐激光器的系数可变微波光子滤波器 |
| CN206515569U (zh) * | 2017-02-14 | 2017-09-22 | 成都师范学院 | 激光脉冲整形装置及激光脉冲整形系统 |
| CN207638138U (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-20 | 成都师范学院 | 基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统 |
-
2017
- 2017-12-19 CN CN201711371294.9A patent/CN107910736A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101311810A (zh) * | 2008-07-02 | 2008-11-26 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 啁啾展宽激光脉冲光谱整形装置及方法 |
| CN100570461C (zh) * | 2008-07-02 | 2009-12-16 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 啁啾展宽激光脉冲光谱整形装置及方法 |
| CN104898305A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-09 | 天津理工大学 | 一种基于波长间隔可调谐激光器的系数可变微波光子滤波器 |
| CN206515569U (zh) * | 2017-02-14 | 2017-09-22 | 成都师范学院 | 激光脉冲整形装置及激光脉冲整形系统 |
| CN207638138U (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-20 | 成都师范学院 | 基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108896221A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-11-27 | 天津大学 | 一种基于马赫-增德尔干涉的冲击波信号检测装置及方法 |
| CN109510054A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-22 | 中国科学技术大学 | 一种多频超短激光脉冲串的产生方法 |
| CN109510054B (zh) * | 2018-12-27 | 2020-05-05 | 中国科学技术大学 | 一种多频超短激光脉冲串的产生方法 |
| CN110068552A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-07-30 | 哈尔滨工业大学 | 基于2.02μm单纵模激光器的分振幅型干涉仪 |
| CN110068552B (zh) * | 2019-05-14 | 2021-09-17 | 哈尔滨工业大学 | 基于2.02μm单纵模激光器的分振幅型干涉仪 |
| CN111061060A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-24 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种紧凑型时间整形系统 |
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