CN113381285A

CN113381285A - 一种皮秒激光变频系统

Info

Publication number: CN113381285A
Application number: CN202110442381.9A
Authority: CN
Inventors: 高宏伟; 余洋; 刘可; 王小军; 薄勇; 彭钦军
Original assignee: Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Current assignee: Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Priority date: 2021-04-23
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2021-09-10
Anticipated expiration: 2041-04-23
Also published as: CN113381285B

Abstract

本发明公开了一种皮秒激光变频系统，该系统包括：依次排列的被动调Q皮秒激光器、被动式脉冲串生成模块和同步泵浦光参量振荡模块；其中，所述被动调Q皮秒激光器用于产生皮秒脉冲激光；所述被动式脉冲串生成模块用于将所述皮秒脉冲激光分成子皮秒脉冲激光，且不同束的所述子皮秒脉冲激光的光程差为所述同步泵浦光参量振荡模块中光学腔长的偶数倍，形成满足同步泵浦光参量振荡的子皮秒脉冲激光串；所述同步泵浦光参量振荡模块用于使所述信号光或所述闲频光在所述同步泵浦光参量振荡模块的光学腔内振荡。解决脉冲间隔抖动的被动调Q皮秒脉冲激光不能满足同步泵浦光参量振荡条件，解决变频的问题。

Description

一种皮秒激光变频系统

技术领域

本发明涉及激光变频领域，尤其是涉及一种皮秒激光变频系统。

背景技术

皮秒脉冲激光在材料处理、医疗手术、光谱测量、激光遥感等领域都有着非常重要的作用。受限于有限的激光晶体和激光晶体中分离的能级结构，依靠激光效应获得皮秒脉冲激光的波段非常有限。

常用的产生皮秒脉冲激光的激光器是锁模类皮秒激光器和被动调Q皮秒激光器，锁模类皮秒激光器是最常见的用于光参量变频的基频源，但其重频高、体积大、重量高，造价昂贵。特别是在获得kHz量级的大能量参量变频光时，锁模类皮秒激光器实现方法复杂，且必须在光路中加入各类主动控制器件，比如电光调Q器件，声光调Q器件，这类器件需要额外的驱动进行控制，会额外扩展激光系统的体积，使得激光系统的体积大、重量高、成本高。被动调Q皮秒激光器体积小，重量轻，成本相对较低，在实现皮秒kHz量级的光参量激光器中具有巨大潜力。

基于被动调Q皮秒激光器的光参量振荡器，当今均采用传统的OPO。但该方法当泵浦脉宽降低时，OPO阈值会快速提高，而降低阈值采用的缩短腔长会引起输出参量光的光束质量的急剧恶化。不仅如此，当被动调Q皮秒激光器脉宽更短时，此方法效率更低而难以实现。同步泵浦光参量振荡技术是在基于锁模类激光器中常用的技术，可以在短脉宽的基频源泵浦下实现高光束质量的参量光输出。但该技术要求基频光的重复频率和光参量振荡腔的腔长严格匹配。而被动调Q皮秒激光器的脉冲间隔存在抖动(±10μs)，这使得现有的同步泵浦光参量振荡技术无法实现基于被动调Q皮秒激光器的同步泵浦光参量振荡。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种皮秒激光变频系统，以解决难以利用被动调Q皮秒激光获得高光束质量、高功率的光参量变频激光的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种皮秒激光变频系统，该系统包括：依次排列的被动调Q皮秒激光器、被动式脉冲串生成模块和同步泵浦光参量振荡模块；其中，所述被动调Q皮秒激光器用于产生皮秒脉冲激光；

所述被动式脉冲串生成模块用于将射入其的所述皮秒脉冲激光分成两束以上子皮秒脉冲激光，使不同束的所述子皮秒脉冲激光通过在所述被动式脉冲串生成模块中的光程不同并稳定，且不同束的所述子皮秒脉冲激光的光程差为所述同步泵浦光参量振荡模块中光学腔长的偶数倍，形成满足同步泵浦光参量振荡的子皮秒脉冲激光串；

所述同步泵浦光参量振荡模块用于将所述子皮秒脉冲激光串形成两束频率不同的信号光和闲频光，且使所述信号光或所述闲频光在所述同步泵浦光参量振荡模块的光学腔内振荡。

在其他一些实施方式中，在所述子皮秒脉冲激光串内，两束以上的所述子皮秒脉冲激光中，所述被动式脉冲串生成模块使光程相近的任意两个所述子皮秒脉冲激光的所述光程差相等。

在其他一些实施方式中，在所述子皮秒脉冲激光串内，所述被动式脉冲串生成模块使两束以上的所述子皮秒脉冲激光的束腰大小、位置以及偏振状态相同。

在其他一些实施方式中，所述被动式脉冲串生成模块包括依次设置的第一光隔离器和分束结构；第一光隔离器用于改变所述子皮秒脉冲激光串的传播方向以使所述子皮秒脉冲激光串射入所述同步泵浦光参量振荡模块，所述分束结构用于将射入其的所述皮秒脉冲激光分成两束以上子皮秒脉冲激光，使不同束的所述子皮秒脉冲激光通过在所述被动式脉冲串生成模块中的光程不同。

在以其他一些实施方式中，第一整形模块，设置于所述被动调Q皮秒激光器和所述被动式脉冲串生成模块之间，用于对从所述被动调Q皮秒激光器出射的皮秒脉冲激光进行扩束准直。

在其他一些实施方式中，所述分束结构包括多个分束镜，每个所述分束镜的反射面与所述子皮秒脉冲激光的入射方向垂直，多个所述分束镜等间距依次设置，距离所述第一光隔离器的距离越远，所述分束镜的反射率越大。

在其他一些实施方式中，所述分束结构包括：

所述分束结构包括：

沿第一方向依次设置的多个消偏振分光棱镜，其中任意相邻的两个所述消偏振分光棱镜的分束面互相垂直，所述第一方向为所述皮秒脉冲激光射入所述分束结构的方向；

第一反射镜，所述第一反射镜用于将所述消偏振分光棱镜以第二方向射出的子皮秒脉冲激光以45°的入射角射入相邻的所述消偏振分光镜的分束面；

第二反射镜，用于使排列在最后一个的消偏振分光棱镜中射出的子皮秒脉冲激光原路返回。

在其他一些实施方式中，所述同步泵浦光参量振荡模块包括：沿第三方向依次设置的第三反射镜、非线性晶体和第四反射镜，其中所述第三方向为所述子皮秒脉冲激光串射入所述同步泵浦光参量振荡模块的方向。

在其他一些实施方式中，该系统还包括：还包括：激光放大模块、第二光隔离器、第二整形模块和输出反射镜；

所述激光放大模块、所述第二光隔离器和输出反射镜依次设置于所述被动式脉冲串生成模块和所述同步泵浦光参量振荡模块之间；

所述激光放大模块用于提高射入其的所述子皮秒脉冲激光的功率；

所述第二光隔离器用于阻止所述信号光通过所述光隔离器原路返回；

所述输出反射镜对所述子皮秒脉冲激光的反射率大于90％，对所述信号光或闲频光的透过率大于50％以将所述信号光或闲频光输出。

在其他一些实施方式中，还包括：第二整形模块，所述第二整形模块位于所述第二光隔离器和所述输出反射镜之间；所述第二整形模块用于调整所述子皮秒脉冲激光串的束腰大小、位置和所述子皮秒脉冲激光串的偏振状态使其符合在同步泵浦光参量振荡模块的要求。

(三)有益效果

由此可见，该系统通过所述被动式脉冲串生成模块将脉冲间隔抖动的皮秒脉冲激光分成同一子皮秒脉冲激光串内多束脉冲间隔不抖动的子皮秒脉冲激光输出，解决脉冲间隔抖动的被动调Q皮秒脉冲激光不能满足同步泵浦光参量振荡条件，实现变频的问题。而且控制被动式脉冲串生成模块生成的脉冲串中的脉冲时间间隔是同步泵浦光参量振荡模块中参量光往返一周的时间的整数倍也即不同束的所述子皮秒脉冲激光的光程差为所述同步泵浦光参量振荡模块中光学腔长的偶数倍，进而实现脉冲串式皮秒光参量脉冲激光输出。该发明构建脉冲串方式简单，不需要加入主动控制器件，便可实现同步泵浦光参量振荡。与传统的基于锁模类激光器的皮秒光参量振荡器系统相比，该发明可以实现更大能量的皮秒光参量脉冲输出，且激光系统体积小、重量轻。

附图说明

图1是根据本发明提供的一种皮秒激光变频系统的示意图；

图2是根据本发明提供的一种皮秒激光变频系统的脉冲示意图；其中图2(a)为皮秒脉冲激光的脉冲示意图；其中图2(b)为子皮秒脉冲激光串的脉冲示意图；

图3是根据本发明提供的第一实施例的一种皮秒激光变频系统的示意图；

图4是根据本发明提供的第二实施例的一种皮秒激光变频系统的示意图；

图5是根据本发明提供的第三实施例的一种皮秒激光变频系统的示意图。

被动调Q皮秒激光器1；第一整形模块2；被动式脉冲串生成模块3；放大模块4；第二光隔离器5；第二整形模块6；输出反射镜7；第三反射镜8；非线性晶体9；第四反射镜10；第一光隔离器11；分束镜12；消偏振分光棱镜13；反射棱镜14；第二反射镜15；平面反射镜16。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

受限于被动调Q机理，因物理机制限制，所述皮秒脉冲激光脉冲间隔存在抖动，不能满足同步泵浦光参量振荡条件；被动调Q皮秒激光器产生的皮秒脉冲激光存在抖动，因此无法实现同步泵浦光参量振荡。发明人通过被动式脉冲串生成模块将脉冲间隔抖动的皮秒脉冲激光生成同一子皮秒脉冲激光串内多束脉冲间隔不抖动的子皮秒脉冲激光输出。在同一子皮秒脉冲激光串内，光程相近的子皮秒脉冲激光的光程差稳定且相等。同步泵浦光参量振荡模块中的光学腔长匹配同一子皮秒脉冲激光串内的多束子皮秒脉冲激光的脉冲间隔，不再匹配抖动的皮秒脉冲激光。因而可以解决脉冲间隔抖动的被动调Q皮秒脉冲激光不能满足同步泵浦光参量振荡条件，实现变频的问题。

基于此，本发明提出一种皮秒激光变频系统，该系统包括：依次排列的被动调Q皮秒激光器1、被动式脉冲串生成模块3和同步泵浦光参量振荡模块。所述被动调Q皮秒激光器1用于产生皮秒脉冲激光；所述被动式脉冲串生成模块用于将射入其的所述皮秒脉冲激光分成两束以上子皮秒脉冲激光，使不同束的所述子皮秒脉冲激光通过在所述被动式脉冲串生成模块中的光程不同，且光程差为所述同步泵浦光参量振荡模块中光学腔长的偶数倍，形成满足同步泵浦光参量振荡的子皮秒脉冲激光串；所述同步泵浦光参量振荡模块用于用于将所述子皮秒脉冲激光串形成两束频率不同的信号光和闲频光，且使所述信号光或所述闲频光在所述同步泵浦光参量振荡模块的光学腔内振荡。

在其他一些实施方式中，所述同步泵浦光参量振荡模块包括：沿第三方向依次设置的第三反射镜8、非线性晶体9和第四反射镜10，其中所述第三方向为所述子皮秒脉冲激光串射入所述同步泵浦光参量振荡模块的方向。

在本实施例中，参考图1、图3、图4和图5，同步泵浦光参量振荡模块包括第三反射镜8、非线性晶体9和第四反射镜10。第三反射镜8、非线性晶体9和第四反射镜10依次设置，子皮秒脉冲激光串射入同步泵浦光参量振荡模后，在第三反射镜8、非线性晶体9和第四反射镜10之间振荡，子皮秒脉冲激光串经过非线性晶体9后形成不同频率的激光以改变子皮秒脉冲激光串的频率。

在本实施例中，同步泵浦光参量振荡模块包括非线性晶体9，所述非线性晶体9表面镀有激光的增透膜，激光透过率均大于90％。所述非线性晶体9是KTiOPO₄、RbTiOAsO₄、KTiOAsO₄、LiNbO₃、LiInS₂、LiGaSe₂、BaGa₄S₇、BaGa₄Se₇、BBO、PPLN、SiC、LBO非线性光学晶体中的一种。

在其他一些实施方式中，在所述子皮秒脉冲激光串内，不同所述子皮秒脉冲激光的所述光程差是所述同步泵浦光参量振荡模块的光学腔长的偶数倍。

在本实施例中，参考图1、图2、图3或者图4，基于上述实施例，同步泵浦光参量振荡模块包括第三反射镜8和第四反射镜10，同步泵浦光参量振荡模块的光学腔长即为第三反射镜8和第四反射镜10之间的光学距离，光程差为偶数倍时，例如是两倍时，第一束子皮秒脉冲激光射入第三反射镜8到第四反射镜10，再从第四反射镜10反射到第三反射镜8时，第二束子皮秒脉冲激光刚好射入第三反射镜8。

如图2所示，为皮秒激光变频系统的脉冲示意图，其中横坐标为时间，纵坐标为光强。图2(a)为被动调Q皮秒激光器发出的皮秒脉冲激光的脉冲示意图。受限于物理机制，一束皮秒脉冲激光B和一束皮秒脉冲激光C之间的脉冲间隔存在抖动，虚线表示皮秒脉冲激光C可能的位置，说明皮秒脉冲激光的脉冲间隔不稳定。

因此发明人将脉冲激光B被分成多束子皮秒脉冲激光，形成子皮秒脉冲激光串B'，例如4束子皮秒脉冲激光，分别记为第一束子皮秒脉冲激光B1，第二束子皮秒脉冲激光B2，第三束子皮秒脉冲激光B3和第四束子皮秒脉冲激光B4，如图2(b)所示。B1、B2、B3、B4构成子皮秒脉冲激光串B'。当第一束子皮秒脉冲激光B1进入非线性晶体9时，激发出B11和B12两种频率的脉冲。如B11频率脉冲称为信号光，则B12频率的脉冲称之为闲频光。如B11频率脉冲称之为闲频光，则B12频率的脉冲称之为信号光。在B11频率脉冲在同步泵浦光参量振荡模块的光学腔内经过至少一次往返，再次进入非线性晶体9时，由于不同所述子皮秒脉冲激光的所述光程差是所述同步泵浦光参量振荡模块的光学腔长的偶数倍，恰好第二束子皮秒脉冲激光B2也进入非线性晶体9。即B2和B11同时进入非线性晶体9，则B11得到指数级放大，光强迅速增强，并同时产生相同数量级光强的B22。同理，B11在下次进入非线性晶体9时，刚好第三束子皮秒脉冲激光B3也同步进入非线性晶体9。显然B11在腔内往返一次的时间必须与B1、B2、B3等的时间间隔相等。这样便可以在腔内获得一定光强的B11。如果B11频率脉冲或B12、B22、B32、B42频率脉冲在同步泵浦光参量振荡模块中有一定透过率(即输出率)，便可获得变频光。

同理，对于脉冲激光C也被分成4束子皮秒脉冲激光，形成子皮秒脉冲激光串C'，分别记为第一束子皮秒脉冲激光C1，第二束子皮秒脉冲激光C2，第三束子皮秒脉冲激光C3和第四束子皮秒脉冲激光C4，如图2(b)所示。C1、C2、C3、C4构成子皮秒激光脉冲串C'。子脉冲激光B1、B2、B3、B4之间的脉冲间隔与子脉冲激光C1、C2、C3、C4之间的脉冲间隔相等。因为脉冲激光B与脉冲激光C之间的脉冲间隔不稳定，所以子脉冲激光串B'与子脉冲激光串C'之间的时间间隔也不稳定，存在抖动。但B'与C'之间的抖动并不会影响同步泵浦光参量振荡。因为同步泵浦光参量振荡模块的光学腔长仅与同一子皮秒脉冲激光串中光程相邻的子皮秒脉冲激光的脉冲间隔相关，即B1、B2、B3、B4或C1、C2、C3、C4光程相邻的子皮秒脉冲的脉冲间隔相关。

由此可见，本发明不需要加入主动控制器件，便可将抖动的皮秒脉冲激光分成同一子皮秒脉冲激光串内多束脉冲间隔不抖动的子皮秒脉冲，再通过同步泵浦光参量振荡实现变频，获得高光束质量、高功率的皮秒变频光。与传统的基于锁模类激光器的皮秒光参量振荡器系统相比，该发明可以实现更大能量的皮秒光参量脉冲输出，且激光系统体积小、重量轻。

在其他一些实施方式中，在所述子皮秒脉冲激光串内，两束以上的所述子皮秒脉冲激光中，光程相近的任意两个所述子皮秒脉冲激光的所述光程差相等。光程差相等以对应同步泵浦光参量振荡模块中变频光的在腔内振荡的光程。

在其他一些实施方式中，所述被动式脉冲串生成模块3包括依次设置的第一光隔离器11和分束结构。第一光隔离器11用于调整子皮秒脉冲激光串的方向，以使子皮秒脉冲激光串射入同步泵浦光参量振荡模块，分束结构用于脉冲激光分成两束以上子皮秒脉冲激光，且使不同束的所述子皮秒脉冲激光在所述被动式脉冲串生成模块3的光程不同。

第一实施例，如图3所示：该实施例的分束结构包括多个分束镜12，每个所述分束镜12的反射面与所述子皮秒脉冲激光的入射方向垂直，多个所述分束镜12等间距依次设置，距离所述第一光隔离器11的距离越远，所述分束镜12的反射率越大。作为一个更加具体的实施例，如图2所示，距离所述第一光隔离器11的距离越远，所述分束镜12的反射率越大，例如，从接近第一光隔离器11的分束镜12开始依次称为第一分束镜12、第二分束镜12、第三分束镜12、第四分束镜12等。在本实施例中，分束镜12均为石英，第一分束镜12、第二分束镜12、第三分束镜12、第四分束镜12的反射率分别为10％，15％，25％和99.9％。多个所述分束镜12等间距依次设置以使两束以上的所述子皮秒脉冲激光中，光程相近的任意两个所述子皮秒脉冲激光的所述光程差相等。多个所述分束镜12等间距依次设置，距离所述第一光隔离器11的距离越远，所述分束镜12的反射率越大，以形成由多个等时间间隔的脉冲构成的脉冲串。

分束镜12的反射面与子皮秒脉冲激光的入射方向垂直以使子皮秒脉冲激光被反射后沿着原路返回，不需要额外的器件即可使反射的子皮秒脉冲激光通过第一激光隔离器进入同步泵浦光参量振荡模块。同时，分束镜12的反射面与子皮秒脉冲激光的入射方向垂直以使仅仅改变分束镜12间的距离即可调整子皮秒脉冲激光间的光程差。

在其他一些实施例中，所述分束镜12间的距离相同且是所述光学腔长的2倍。很显然的是，不同所述子皮秒脉冲激光的所述光程差是所述同步泵浦光参量振荡模块的光学腔长的2倍时，效果最好，基于上述实施例，在B11频率脉冲在同步泵浦光参量振荡模块的光学腔内每往返一次，B1、B2、B3、B4就顺序进入非线性晶体9以增强B11，往返次数少，光损失较少。

在其他一些实施例中，该皮秒激光变频系统还包括：第一整形模块2，所述第一整形模块2设置于所述被动调Q皮秒激光器1和所述被动式脉冲串生成模块3之间。所述第一整形模块2用于将皮秒脉冲激光扩束，也即使皮秒脉冲激光的光斑变大，并准直扩束后的脉冲激光。经过所述第一整形模块扩束准直后的皮秒脉冲激光，可避免在被动式脉冲生成装置中，不同子皮秒脉冲激光在传播不同光程后的光斑半径变化过大，进而影响同步泵浦光参量振荡模块中的变频效果。

在其他一些实施例中，该皮秒激光变频系统还包括：激光放大模块4、第二光隔离器5、第二整形模块6和输出反射镜7；所述激光放大模块4、所述第二光隔离器5、所述第二整形模块6和输出反射镜7依次设置于所述被动式脉冲串生成模块3和所述同步泵浦光参量振荡模块之间。所述第二整形模块6用于将从第一光隔离模块出射的子皮秒脉冲激光串聚焦至同步泵浦光参量振荡模块的振荡腔中，所述第二整形模块6用于使子皮秒脉冲激光串缩束，从所述第二整形模块6出射的子皮秒脉冲激光串的光斑与同步泵浦光参量振荡模块的光学腔光斑模式匹配，从所述第二整形模块6出射的子皮秒脉冲激光串的偏振状态符合所述非线性晶体9对皮秒基频光的偏振要求。第二整形模块6重新调整子皮秒脉冲激光串的束腰大小、位置和子皮秒脉冲激光串的偏振状态使其符合在同步泵浦光参量振荡模块的要求。所述激光放大模块4对产生子皮秒脉冲激光串的功率进行放大，在本实施例中被动调Q皮秒激光器输出皮秒脉冲激光的重复频率为10kHz，经基频脉冲激光放大模块放大后平均功率至4W。所述输出反射镜7对闲频光透过率>50％，对子皮秒脉冲激光反射率>90％，输出反射镜7的作用主要是将子皮秒脉冲激光和闲频光分开。经过调整后的子皮秒脉冲激光串光经输出反射镜7反射后，通过第三反射镜8，非线性晶体9，第四反射镜10，再次反射通过非线性晶体9，第三反射镜8，输出反射镜7，第二整形模块6，经第二光隔离器5与原光路分离。在符合相位匹配条件和腔模模式匹配的条件下，子皮秒脉冲激光串在非线性晶体9中激发出所述信号光或所述闲频光，使信号光在第一反射镜8和参量光第二反射镜10中振荡。由第二反射镜8出射的闲频光，透过输出反射镜7输出。

在其他一些实施例中，所述分束结构包括：沿第一方向依次设置的多个消偏振分光棱镜13，其中任意相邻的两个所述消偏振分光棱镜的分束面互相垂直，所述第一方向为所述皮秒脉冲激光射入所述分束结构的方向；第一反射镜，所述第一反射镜用于将所述消偏振分光棱镜13以第二方向射出的子皮秒脉冲激光以45°的入射角射入相邻的所述消偏振分光镜的分束面；第二反射镜15，用于使排列在最后一个的消偏振分光棱镜13中射出的子皮秒脉冲激光原路返回。

第二实施例，参考图4，在本实施例中，该分束结构包括消偏振分光棱镜13，消偏振分光棱镜13的分束面是构成消偏振分光棱镜13的斜面，其上有功能膜用于对皮秒脉冲激光进行分光。在本实施例中，第一反射镜是反射棱镜14，反射棱镜14的直角面是反射面，反射面与分束面平行。沿第一方向对分束面进行编号，分别是第一分束面，第二分束面等等以及最后一个分束面。除第一分束面和最后一个分束面仅有一个与其对应的反射面，中间编号的分束面的上下均设置有一个反射面。

第三实施例，参考图5，基于上述实施例，在本实施例中，第一反射镜是平面反射镜16，平面反射镜16与分束面平行。沿第一方向对分束面进行编号，分别是第一分束面，第二分束面等等以及最后一个分束面。除第一分束面和最后一个分束面仅有一个与其对应的平面反射镜16，中间编号的分束面的上下均设置有一个平面反射镜16。在本实施例中，消偏振分光棱镜13对子皮秒脉冲激光的反射率>30％，透射率>30％；第一反射镜对子皮秒脉冲激光的反射率>99％。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

Claims

1.一种皮秒激光变频系统，其特征在于，包括：

依次排列的被动调Q皮秒激光器、被动式脉冲串生成模块和同步泵浦光参量振荡模块；其中，

所述被动调Q皮秒激光器用于产生皮秒脉冲激光；

2.根据权利要求1所述的皮秒激光变频系统，其特征在于，

在所述子皮秒脉冲激光串内，两束以上的所述子皮秒脉冲激光中，所述被动式脉冲串生成模块使光程相近的任意两个所述子皮秒脉冲激光的所述光程差相等。

3.根据权利要求2所述的皮秒激光变频系统，其特征在于，

在所述子皮秒脉冲激光串内，所述被动式脉冲串生成模块使两束以上的所述子皮秒脉冲激光的束腰大小、位置以及偏振状态相同。

4.根据权利要求3所述的皮秒激光变频系统，其特征在于，

所述被动式脉冲串生成模块包括依次设置的第一光隔离器和分束结构；第一光隔离器用于改变所述子皮秒脉冲激光串的传播方向以使所述子皮秒脉冲激光串射入所述同步泵浦光参量振荡模块，所述分束结构用于将射入其的所述皮秒脉冲激光分成两束以上子皮秒脉冲激光，使不同束的所述子皮秒脉冲激光通过在所述被动式脉冲串生成模块中的光程不同。

5.根据权利要求4所述的皮秒激光变频系统，其特征在于，

第一整形模块，设置于所述被动调Q皮秒激光器和所述被动式脉冲串生成模块之间，用于对从所述被动调Q皮秒激光器出射的皮秒脉冲激光进行扩束准直。

6.根据权利要求4所述的皮秒激光变频系统，其特征在于，

所述分束结构包括多个分束镜，每个所述分束镜的反射面与所述子皮秒脉冲激光的入射方向垂直，多个所述分束镜等间距依次设置，距离所述第一光隔离器的距离越远，所述分束镜的反射率越大。

7.根据权利要求4所述的皮秒激光变频系统，其特征在于，

所述分束结构包括：

8.根据权利要求1所述的皮秒激光变频系统，其特征在于，

所述同步泵浦光参量振荡模块包括：沿第三方向依次设置的第三反射镜、非线性晶体和第四反射镜，其中所述第三方向为所述子皮秒脉冲激光串射入所述同步泵浦光参量振荡模块的方向。

9.根据权利要求1所述的皮秒激光变频系统，其特征在于，还包括：激光放大模块、第二光隔离器、第二整形模块和输出反射镜；

10.根据权利要求9所述的皮秒激光变频系统，其特征在于，还包括：第二整形模块，所述第二整形模块位于所述第二光隔离器和所述输出反射镜之间；所述第二整形模块用于调整所述子皮秒脉冲激光串的束腰大小、位置和所述子皮秒脉冲激光串的偏振状态使其符合在同步泵浦光参量振荡模块的要求。