CN219643293U - 紧凑型飞秒激光压缩器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种紧凑型飞秒激光压缩器，包括第一光栅、第二光栅、第四反射镜、第五光栅，沿入射光路传输方向，第五光栅、第一光栅、第二光栅、第四反射镜依次布置，射向第四反射镜的入射光线与第四反射镜的反射面垂直，入射光线通过光隔离器射向第五光栅，出射光线沿入射光路原路返回，出射光线通过光隔离器射出。本实用新型提供的紧凑型飞秒激光压缩器，利用光路可逆原理使出射光束原路返回，在多次经过光栅的过程中保证了角度的完全一致，操作起来非常容易，对光斑质量的控制也可顺便完成。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种紧凑型飞秒激光压缩器。
背景技术
飞秒激光器产生飞秒激光通常使用CPA(啁啾脉冲放大)技术，即先将脉冲啁啾展宽再放大，以降低峰值功率减小非线性效应，再使用啁啾光栅进行压缩从而获得皮秒乃至飞秒级别的窄脉冲，通常将包含啁啾光栅在内的实现压缩功能的部分空间光路设计称为压缩器。
如图1为最初的压缩器方案，产生的激光通常在进压缩器之前需要经过一个光隔离器1，进压缩器的激光先经过第一光栅2，在第一光栅2的作用下啁啾展开，再次经过第二光栅3后形成空间均匀分布的啁啾光，啁啾光会再次经过第三光栅4之后再空间上收拢，第四次经过第四光栅5后完成压缩输出激光。
在此基础上，激光每次与光栅接触时均需要保证垂直入射，同时，四次进入光栅的角度以及光栅之间的距离都需要严格的匹配才能完成激光脉冲的压缩并保证光斑的能量空间分布。
最初的压缩器方案(压缩器基本原理方案)的缺点：
1、光栅器件成本非常高昂，同时使用四个性价比低；
2、使用四个光栅器件对光栅器件之间的摆放精度和距离要求极高，基本上很难实现精准的摆放，同时也造成结构的稳定性大幅度降低；
3、同时使用多个光栅对光栅的品控要求很高，需要四个光栅性能完全相同。
为了克服上述缺点，通常是利用反射镜在同一光栅上折返的特点，将一片光栅反复利用，目前常用的两种方案概括如下：
如图2，压缩器常用方案类型1：
激光依次经过第一光栅2、第二光栅3、第一反射镜6、第二光栅3、第一光栅2、第二反射镜7后输出。激光整体在一个平面上，通过第一反射镜6的错位使得激光在第一光栅2上的入射角有些微差异从而令入射激光与出射激光分离，通过第二反射镜7将光分开。
如图3-图4，压缩器常用方案类型2：激光依次经过第一光栅2、第二光栅3、抬高反射镜8、第二光栅3、第一光栅2、第三反射镜9后输出。激光通过抬高反射镜8抬高后反射回第二光栅3而令入射激光与出射激光分离，通过高度不同的第三反射镜9将光分开。
压缩器常用方案类型1和压缩器常用方案类型2的优点：
1、利用反射镜让激光反复多次的经过光栅，提高了光栅的利用率，减少了成本；
2、光栅的摆放精度要求降低；
3、压缩器常用方案类型2通过抬高的方式实现入射光出射光分离，激光多次进出光栅的角度可保持一致，对光斑影响较小；
4、压缩器常用方案类型1结构简单，操作容易；
5、也可结合抬高光路和反射的优点再次减少光栅个数，使用一块光栅就可完成压缩。
压缩器常用方案类型1和压缩器常用方案类型2的缺点：
1、压缩器常用方案类型1中光栅进出光栅的角度可尽可能的接近一样，然而受限于输出方向，其中始终存在差异，最终会造成激光经过压缩器后光斑质量劣化；
2、压缩器常用方案类型2通过4抬高反射镜来实现激光进出光栅的角度一致，其中对器件4的角度和固定方式要求很高，操作上有难度；
3、压缩器常用方案类型2因为需要抬高光路，光栅的高度需要相应地增加一倍，相较于压缩器常用方案类型1，仍然存在100％的浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种紧凑型飞秒激光压缩器，本实用新型至少解决了现有技术中的部分问题。
本实用新型是这样实现的：
本实用新型提供一种紧凑型飞秒激光压缩器，包括第一光栅、第二光栅、第四反射镜、第五光栅，沿入射光路传输方向，第五光栅、第一光栅、第二光栅、第四反射镜依次布置，射向第四反射镜的入射光线与第四反射镜的反射面垂直，入射光线通过光隔离器射向第五光栅，出射光线沿入射光路原路返回，出射光线通过光隔离器射出。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型提供的紧凑型飞秒激光压缩器，利用光路可逆原理使出射光束原路返回，在多次经过光栅的过程中保证了角度的完全一致，操作起来非常容易，对光斑质量的控制也可顺便完成。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。
图1为最初的压缩器方案原理简图；
图2为压缩器常用方案类型1原理简图；
图3为压缩器常用方案类型2原理简图；
图4为图3中抬高反射镜8和第二光栅3的光路原理简图；
图5为本实用新型实施例提供的紧凑型飞秒激光压缩器的原理简图。
图中：光隔离器1、第一光栅2、第二光栅3、第三光栅4、第四光栅5、第一反射镜6、第二反射镜7、抬高反射镜8、第三反射镜9、第四反射镜10、第五光栅11。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图5，本实用新型实施例提供一种紧凑型飞秒激光压缩器，包括第一光栅2、第二光栅3、第四反射镜10、第五光栅11，沿光路传输方向，第五光栅11、第一光栅2、第二光栅3、第四反射镜10依次布置，从光隔离器1射出的入射激光依次经过第五光栅11、第一光栅2、第二光栅3、第四反射镜10后，被第四反射镜10反射，射向第四反射镜10的入射光线与第四反射镜10的反射面垂直，使得出射激光沿入射激光的光路原路返回，重新回到光隔离器1，利用空间光隔离器的特性将入射光和出射光分离，入射激光与出射激光的光路在压缩器内完全重合。
本实用新型提供的紧凑型飞秒激光压缩器，利用光路可逆原理使出射光束原路返回，在多次经过光栅的过程中保证了角度的完全一致，操作起来非常容易，对光斑质量的控制也顺便完成。
本实用新型提供的紧凑型飞秒激光压缩器是在压缩器基本原理方案的第四光栅5后端的输出端加一个反射镜使激光原路返回。
本实用新型利用空间光隔离器的特性将入射光和出射光分离。
本实用新型提供的紧凑型飞秒激光压缩器可兼容常规压缩器方案。同时可以缩小常规压缩器的光程一半左右，对优化光学设计，简化压缩器操作难度，简化器件要求和简化体积有巨大帮助。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种紧凑型飞秒激光压缩器，其特征在于：包括第一光栅(2)、第二光栅(3)、第四反射镜(10)、第五光栅(11)，沿入射光路传输方向，第五光栅(11)、第一光栅(2)、第二光栅(3)、第四反射镜(10)依次布置，射向第四反射镜(10)的入射光线与第四反射镜(10)的反射面垂直，入射光线通过光隔离器(1)射向第五光栅(11)，出射光线沿入射光路原路返回，出射光线通过光隔离器(1)射出。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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2023
- 2023-02-15 CN CN202320246922.5U patent/CN219643293U/zh active Active
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