首页 / 专利库 / 图形技术 / 色偏 / 一种超快激光产生装置

一种超快激光产生装置

阅读:796发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种超快激光产生装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种超快激光产生装置,可以产生多色环形共心的且具有不同偏振态的超快激光,所产生的激光在环上不同 位置 的超快激光可以具有不同的偏振态,且可以控制环上偏振态的分布,比如使其形成径向偏振分布或者 角 向偏振分布的涡旋光等。该装置可以一次同时产生多环多色的且具有特殊偏正态的超快涡旋激光, 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。,下面是一种超快激光产生装置专利的具体信息内容。

1.一种超快激光产生装置,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),延迟线(9),第一涡旋相位板(10),第二涡旋相位板(11),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),第一涡旋相位板(10)透射,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二涡旋相位板(11)透射,第一锥透镜(4)和第二聚焦元件(3)聚焦后入射到第二反射进镜(6),经第二反射进镜(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;所述两路光光程相等,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所述的一种超快激光产生装置,其特征在于所述的第一涡旋相位板(10),第二涡旋相位板(11)是可变或者固定的液晶相位板,或者是衍射光学元件DOE相位板,或者是二元光学相位板,或者是超材料超表面元件相位板,是空间光调制器SLM。
4.根据权利要求1所述的一种超快激光产生装置,其特征在于所述的第一涡旋相位板(10),第二涡旋相位板(11),可具有不同阶数,阶数是整数或小数。
5.根据权利要求1所述的一种超快激光产生装置,其特征在于所述的第一涡旋相位板(10),第二涡旋相位板(11),也可由一个具有足够带宽能的涡旋相位板替换,而该宽带的涡旋相位板则放置在第一分合光元件第一分合光元件(1)前面。
6.根据权利要求1所述的一种超快激光产生装置,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。
7.根据权利要求1所述的一种超快激光产生装置,其特征在于所述的第一锥透镜(4),是衍射光栅,二元光学器件,或者是超材料元件。
8.根据权利要求1所述的一种超快激光产生装置,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,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元件替换。
9.根据权利要求1所述的一种超快激光产生装置,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。

说明书全文

一种超快激光产生装置

技术领域

[0001] 本发明涉及多色涡旋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
[0002] 超快涡旋激光在物理,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,且这些光斑的偏振态都是一样的,这在一定程度上限制了该光源的使用范围。
[0003] 本发明提供了一种简洁方便的方法,可以一次同时产生多色的环状的共心的,且在环上不同位置有不同偏振态的超快涡旋激光。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

[0004] 为了方便的一次同时产生多色的环状的,共心的,不同位置有不同偏振态的超快激光,该装置使用了涡旋相位板来改变两路光的偏振态,其中一路利用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,和另一路经透镜聚焦的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,具有不同偏振态的超快激光。该装置结构简单紧凑,调节方便,多色光覆盖光谱范围宽。
[0005] 本发明专利的技术解决方案如下:
[0006] 一种多色环形共心的超快激光产生装置,其构成包括:在入射光路上设置第一分合光元件,第一涡旋相位板,第二涡旋相位板,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,其中一路光经第一涡旋相位板比如液晶相位板,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,另外一路光经第二涡旋相位板比如液晶相位板,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(7)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。
[0007] 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。
[0008] 通过控制改变入射光的偏振态或者通过对入射光分束,然后经分光元件分成两路,分别控制两路的光的偏振态,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,经光学级联非线性过程产生不同颜色即不同波长的,环形的,共心的,环上不同位置不同偏振的激光。
[0009] 本发明有益效果是:
[0010] 本装置可以一次同时获得多色的环状的共心的,且环上不同位置有不同偏振态的涡旋超快激光。
[0011] 通过调节入射光和涡旋相位板0°快轴的夹,通过两路光的不同偏振组合,可以产生不同偏振态的激光如径向偏振,角向偏振的超快激光等。
[0012] 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。光谱覆盖范围宽。
[0013] 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。
[0014] 可以获得的环状多色光,每一环上的每个点可以保持波长一样。每个环的激光可以单独使用,也可以组合使用。
[0015] 该装置结构简单易于搭建。附图说明
[0016] 图1是本发明一种超快激光产生装置的光路图
[0017] 图2是本发明所产生的多色环形共心的不同偏振的涡旋超快激光光斑图[0018] 图3是本发明所产生的多色环形涡旋光经平和垂直检偏器后的光斑图[0019] 图4是实验获得的多色环形共心的涡旋超快激光光谱图

具体实施方式

[0020] 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。
[0021] 如图1所示,本发明一种多色环形共心的且具有不同偏振态的涡旋激光产生装置,入射光来源于一台宝石放大器出射的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。反射光经液晶涡旋相位板2,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。透射光经液晶涡旋相位板1,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。通过调节两液晶涡旋相位板0°快轴和入射激光偏振方向的夹角,可以使得两路光变成径向偏振光和角向偏振光等,当两路光都是径向偏振光时候,产生的多环多色光是径向偏振涡旋光,当两路光都是角向偏振光时候,产生的多环多色光是角向偏振涡旋光。两路光的不同组合可以产生多环多色的不同偏振态的涡旋光。
[0022] 实验产生的径向偏振光斑如图2所示。该次实验条件下产生7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722nm逐渐变到外圈的短波绿色546nm,每一环颜色不一样。光谱信息如图4所示。经检偏器检验生成光斑偏振态,透过水平和垂直偏振片的光斑图如图3所示,在光偏振方向和偏振片透射方向一致的方向透过光强强比较亮,于偏振片透射方向互相垂直的方向透射光强很弱。说明生成光斑在不同方向具有不同偏振态,该实验生成的为径向偏振超快激光,类似方法可以产生角向偏振光等。
[0023] 通过实验表明,该实验装置结构简单易于调节,所产生的多色环状径向偏振超快激光光谱覆盖范围宽,具有好的潜在应用价值。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈