CN110908128B - 一种多色超快激光产生装置 - Google Patents

一种多色超快激光产生装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110908128B
CN110908128B CN201911087365.1A CN201911087365A CN110908128B CN 110908128 B CN110908128 B CN 110908128B CN 201911087365 A CN201911087365 A CN 201911087365A CN 110908128 B CN110908128 B CN 110908128B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
ultrafast
light splitting
incident
focusing
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
Application number
CN201911087365.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110908128A (zh
Inventor
刘军
黄舜林
王鹏
申雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS filed Critical Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority to CN201911087365.1A priority Critical patent/CN110908128B/zh
Publication of CN110908128A publication Critical patent/CN110908128A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110908128B publication Critical patent/CN110908128B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/0944—Diffractive optical elements, e.g. gratings, holograms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/0977—Reflective elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

一种多色超快激光产生装置，可以产生多色环形共心的超快激光，通过对入射光分束，然后经分光元件分成两路，其中一路光经轴锥棱镜和透镜聚焦，另一路经透镜聚焦，两路光经第二分合光元件，合成一束，聚焦到透明固体，如玻璃内，经光学非线性过程产生不同颜色即不同波长的，环形的，共心的激光。该装置可以一次同时产生多个环带的激光，每个环带激光的波长不同，波长可覆盖深紫外，紫外，可见光，及中远红外等整个光波波段。结构紧凑，经济实用。产生的新波长激光，在光通信，光镊，微粒子捕获和迁移，离子加速，显微成像，生物成像，半导体制造如光刻等方面有重要应用价值。

Description

一种多色超快激光产生装置
技术领域
本发明涉及多色超快激光产生及应用领域。在光通信，光镊，微粒子捕获和迁移，离子加速，显微成像，生物成像，半导体制造如光刻等方面有重要应用价值。
技术背景
超快激光在物理，化学，生物等科学领域有着重要的应用。通过级联非线性过程，如级联四波混频可以一次性产生多个中心波长可调的超快激光光斑，具有很好的应用前景。而以往技术产生的超快多色光大多是一字排开的点光斑，或者是二维阵列排布的点光斑。这在一定程度上限制了该光源的使用范围。
本发明提供了一种简洁方便的方法，一次同时产生多色的环状的共心的超快激光。本发明装置结构紧凑，对于拓展超快多色光的应用有重要的意义。
发明内容
为了方便的一次同时产生多色的环状的共心的超快激光，该方法和装置使用了锥棱镜和透镜来聚焦入射光，利用锥透镜的光线折变功能，实现环状聚焦，和另一路聚焦光线在透明材料内发生非线性光学作用，如级联四波混频效应，从而产生多色多环的超快激光。该装置结构简单紧凑，调节方便，多色光覆盖的光谱范围宽。
本发明的技术解决方案如下：
一种多色超快激光产生装置，包括：第一分合光元件，第一聚焦元件，第二聚焦元件，第一锥透镜，第一反射镜，第二反射进镜，第二分合光元件，第一透明材料，延迟线，所述的第一分合光元件(如二向色分光镜)把入射光分为两路，其中一路光经第一聚焦元件聚焦(比如平凸玻璃透镜)，经第一反射镜反射后，透过第二分合光元件，入射到第一透明材料(如熔融石英玻璃)内，另外一路光经第一锥透镜(如熔融石英锥透镜)和第二聚焦元件，两者顺序可反，聚焦，经第二反射进镜反射后，经第二分合光元件反射后，也入射到第一透明材料内。所述两路光光程相等，可通过延迟线调节，所述两路光经第二分合光元件后要保持共线，以使产生的多色光共心。
所述的第一锥透镜和第二聚焦元件可以实现环状聚焦功能，进而实现环状的多色超快激光。该组合的功能可以通过具有聚焦功能的锥透镜，或聚焦功能的衍射光栅，聚焦功能的二元光学器件，或者是聚焦功能的超材料超表面元件替换实现。
本发明有益效果是：
可以一次同时获得多色的环状的共心的超快激光。光谱覆盖范围宽。
通过改变入射光波长范围，可以获得不同光谱范围的多色光。
通过不同锥角的锥透镜和不同焦距的透镜组合，可以调节多色光的光谱范围。
可以获得的环状多色光，同一环上的每个点可以波长一样。每个环的激光可以单独使用，也可以组合使用。
该装置结构简单易于搭建。
附图说明
图1是本发明一种多色超快激光产生装置的光路图
图2是本发明所产生的多色环形共心的超快激光光斑图
图3是实验获得的多色环形共心的超快激光光谱图
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明，但是不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明一种多色超快激光产生方法及装置，入射光来源于一台钛宝石放大器出射的800nm/25fs/1kHz激光脉冲，该装置构成包括：入射光中心波长800nm，谱宽约80nm入射到第一二向色分束镜1，分成一路透射光其中心波长775nm和一路反射光其中心波长825nm。反射光经锥透镜4和平凸透镜3聚焦，经过反射镜6反射到第二二向色分束镜7再反射到透明材料熔融石英玻璃薄片8上。透射光经平凸透镜2聚焦，后经反射镜5反射然后透过二向色分束镜7，最后两路光共线入射到熔融石英玻璃薄片8上。调节延迟线9使得两路光程相等即脉冲时间重叠。
产生的光斑如图2所示。该次实验条件下产生9级频率上转换信号光(实际同时红外下转换信号光，未标出)，由内圈长波长红光730nm逐渐变到外圈的短波绿色512nm，每一环颜色不一样。光谱信息如图3所示。通过实验表明，该实验装置结构简单易于调节，所产生的多色环状超快激光光谱覆盖范围宽，具有好的潜在应用价值。

Claims (6)

1.一种多色超快激光产生装置，特征在于其构成包括：第一分合光元件（1），第一聚焦元件（2），第二聚焦元件（3），第一锥透镜（4），第一反射镜（5），第二反射镜（6），第二分合光元件（7），第一透明材料（8）和延迟线（9），所述的第一分合光元件（1）把入射光分为两路，其中一路透射光依次经延迟线（9）、第一聚焦元件（2）入射到第一反射镜（5），经该第一反射镜（5）反射后入射到第二分合光元件（7），经第二分合光元件（7）透射后，入射到第一透明材料（8），另外一路反射光依次经第一锥透镜（4）和第二聚焦元件（3）聚焦后入射到第二反射镜（6），经该第二反射镜（6）反射后，入射到第二分合光元件（7），经第二分合光元件（7）反射后，入射到第一透明材料（8）内；所述透射光和反射光的光程相等，可通过延迟线（9）调节，所述两路光经第二分合光元件（7）后要保持共线，以使产生的多色光共心。
2.根据权利要求1所述的多色超快激光产生装置，其特征在于所述的第一分合光元件（1）可以把入射光分为透射和反射两部分波长不同的光，第二分合光元件（7）可以把两束不同波长的光合为一束，两束不同波长的光波长为第一分合光元件（1）分开的两部分不同波长光。
3.根据权利要求1所述的多色超快激光产生装置，其特征在于所述的第一透明材料为具有光学非线性的透明固体，液体或气体物质。
4.根据权利要求1所述的多色超快激光产生装置，其特征在于所述的第一锥透镜（4），是二元光学器件，或者是超材料超表面元件。
5.根据权利要求1所述的多色超快激光产生装置，其特征在于所述的第一锥透镜（4）和第二聚焦元件（3）的组合，可以由具有聚焦功能的锥透镜，聚焦功能的二元光学器件，或者是聚焦功能的超材料超表面元件替换。
6.根据权利要求1所述的多色超快激光产生装置，其特征在于所述的延迟线（9）可置于其中任意一路光路内，或者两路光路各置一个延迟线。
CN201911087365.1A 2019-11-08 2019-11-08 一种多色超快激光产生装置 Active CN110908128B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911087365.1A CN110908128B (zh) 2019-11-08 2019-11-08 一种多色超快激光产生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911087365.1A CN110908128B (zh) 2019-11-08 2019-11-08 一种多色超快激光产生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110908128A CN110908128A (zh) 2020-03-24
CN110908128B true CN110908128B (zh) 2021-09-07

Family

ID=69816940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911087365.1A Active CN110908128B (zh) 2019-11-08 2019-11-08 一种多色超快激光产生装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110908128B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112615237A (zh) * 2020-12-16 2021-04-06 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种超快激光产生装置
CN113848652A (zh) * 2021-07-24 2021-12-28 深圳赛陆医疗科技有限公司 分路匀光系统、激光装置和基因测序系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109374134A (zh) * 2018-10-30 2019-02-22 北京工业大学 超快时间分辨瞬态反射光谱成像系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100399653C (zh) * 2006-07-31 2008-07-02 华东师范大学 非共线的高次谐波产生方法
CN101881844B (zh) * 2009-05-06 2013-02-27 中国科学院微电子研究所 环带光子筛
CN103576411B (zh) * 2013-09-13 2016-08-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 多色飞秒激光产生装置
CN104112976B (zh) * 2014-07-22 2018-01-12 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于白光产生的多色飞秒激光产生装置
JP6267620B2 (ja) * 2014-10-06 2018-01-24 川崎重工業株式会社 レーザビーム合成装置
CN104914645B (zh) * 2015-06-30 2018-02-13 中国科学院上海光学精密机械研究所 多色飞秒激光产生装置
CN107063480B (zh) * 2017-04-05 2019-05-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于四波混频扫描式超短激光脉冲时域对比度测量仪
CN107908010A (zh) * 2017-10-27 2018-04-13 中南民族大学 超短脉冲强激光在空气中形成光波导的方法及其装置
CN108956537A (zh) * 2018-06-15 2018-12-07 北京工业大学 一种超快时间分辨瞬态反射光谱仪
CN209417434U (zh) * 2018-07-01 2019-09-20 苏州视信威智能系统有限公司 一种产生双环聚焦光束的光学系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109374134A (zh) * 2018-10-30 2019-02-22 北京工业大学 超快时间分辨瞬态反射光谱成像系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110908128A (zh) 2020-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Papazoglou et al. Tunable intense Airy beams and tailored femtosecond laser filaments
US5682262A (en) Method and device for generating spatially and temporally shaped optical waveforms
CN110554577B (zh) 一种基于单波长双光束的激光直写微纳结构的系统和方法
US9588326B2 (en) Confocal incident-light scanning microscope with means for frequency conversion
CN110908128B (zh) 一种多色超快激光产生装置
CN108132543B (zh) 超分辨成像系统
CN105241857A (zh) 一种超分辨成像系统
JP2012078802A (ja) 顕微鏡および顕微鏡検査法
CA2772562C (en) System and method for agile remote generation of a broadband tunable short-pulse emission
CN110068560B (zh) 一种受激辐射损耗超分辨成像系统及方法
CN111103695B (zh) 一种超快激光产生装置
CN107421910B (zh) 基于波面倾斜方法的超短脉冲泵浦的太赫兹强场系统
CN104914645A (zh) 多色飞秒激光产生装置
CN104112976B (zh) 基于白光产生的多色飞秒激光产生装置
JP2022518161A (ja) ２色共焦点共局在化顕微鏡法
Borrego-Varillas et al. Controlled multibeam supercontinuum generation with a spatial light modulator
Dormidonov et al. Interference effects in the conical emission of a femtosecond filament in fused silica
CN108593620B (zh) 一种应用于4pi显微架构的多色超分辨成像系统
CN104570544B (zh) 基于空气成丝多色飞秒激光产生装置
WO2017082357A1 (ja) 超解像顕微鏡
JP2022518162A (ja) 誘導放出抑制顕微鏡法用パルス整形
KR101916788B1 (ko) 칼라 합성 장치
Xu et al. A 5 μm wavelength laser for dielectric laser acceleration
CN109494561A (zh) 光学参量啁啾脉冲放大种子光产生装置
CN109065209A (zh) 一种基于空心光束的双模输出光镊

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant