[发明专利]一种可方便调节激光脉宽的皮秒激光器

说明书

一种可方便调节激光脉宽的皮秒激光器，其包括在激光输出路径上依次设置的泵浦激光二极管、会聚透镜、激光晶体、反射镜、半导体可饱和吸收镜、棱镜、端面镜，其中棱镜为放置在电动平移台上能调整相对位置的棱镜对。其中本发明可以用于任何合适的皮秒激光器，只要泵浦激光二极管和激光晶体相匹配就可以得到相应的激光输出波长。由于本发明的皮秒激光器能够实现激光脉宽从20皮秒到200皮秒连续变化，因此作为激光诱导等离子体光谱分析设备(LIBS)光源用于钢水样品成分检测，可以提高精确度。

技术领域

本发明的应用领域为钢铁样品成分检测，尤其涉及可方便调节激光脉宽的皮秒激光器及其用作激光诱导光源脉宽连续变化的激光诱导等离子体光谱分析设备(LIBS)光源的用途，用于对钢铁样品成分的实时在线检测。

背景技术

激光诱导等离子体光谱技术(Laser Induced Plasma Spectroscopy，LIPS)也称作激光诱导击穿光谱技术(Laser Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)，是一种以激光作为激发源诱导产生激光等离子体的原子发射光谱分析方法，是基于激光与物质相互作用物理学和光谱学的元素成分和浓度分析技术。LIPS是通过将一束高能量短脉冲的激光束聚焦到待检测的样品上，进而产生高温高密度并且由自由电子、离子和原子组成的激光等离子体，最后对该等离子体辐射光谱进行分析的一个过程。该方法具有许多独特的优点，如操作容易、样品处理简单、检测对象多元化(固体、液体、气体、气溶胶等)、可多元素同时分析、近似于无损检测的特性、能够检测元素周期表上绝大部分的元素、具有较高的灵敏度、无需与样品接触的纯光学方法、能远距离检测的能力等。

目前，激光诱导光源脉宽为固定皮秒数值的激光诱导等离子体光谱分析设备已经出现，但是以单一脉宽的激光器作为激光诱导光源，无法系统的分析激光诱导光源脉宽变化对产生激光诱导等离子体效果的影响。

发明内容

由于现有的测量方法有以上的不足之处，为了探索不同脉宽的超短脉冲激光对钢铁样品检测结果，我们研发了一种新的实现激光脉宽在皮秒时间段一定范围内连续变化的激光诱导等离子体光谱分析设备的光源。本发明现有全固态皮秒激光振荡器中加入一对棱镜对作为激光诱导等离子体光谱分析设备的光源，通过调节棱镜对引入的啁啾数值来实现激光脉宽在皮秒范围从20皮秒到200皮秒连续变化。

一般的皮秒激光振荡器不进行色散补偿，已经可以稳定的输出皮秒激光脉冲，但是输出的皮秒激光脉冲脉宽是固定值，不可以调整。本发明在振荡器里通过调整棱镜对的相对位置就可以连续改变激光脉宽，而且由于激光束在振荡器里往返多次才会形成激光输出并且在往返中激光束的质量会自行调整，所以输出激光束的质量不会受到激光脉宽改变的影响，这样的激光束经过啁啾脉冲放大系统，可以实现最终输出激光脉宽变化而光束质量不变化。

为了克服现有的测量方法的不足之处，也为了探索不同脉宽的超短脉冲激光对钢铁样品检测结果，本发明提供一种新的可以用作激光诱导等离子体光谱分析设备(LIBS)光源的可以方便调节激光脉宽的皮秒激光器,其包括泵浦激光二极管、会聚透镜、激光晶体、反射镜、棱镜、端面镜和半导体可饱和吸收镜，其中棱镜为放置在电动平移台上可以调整相对位置的棱镜对，其中本发明可以用于任何合适的皮秒激光器，只要泵浦激光二极管和激光晶体相匹配就可以得到相应的激光输出波长。

为实现上述目的，在本发明中采取的技术方案如下：

一种可方便调节激光脉宽的皮秒激光器，其包括在激光输出路径上依次设置的泵浦激光二极管、会聚透镜、激光晶体、反射镜、半导体可饱和吸收镜、棱镜、端面镜，其中棱镜为放置在电动平移台上能调整相对位置的棱镜对。其中本发明可以用于任何合适的皮秒激光器，只要泵浦激光二极管和激光晶体相匹配就可以得到相应的激光输出波长。