[发明专利]一种中红外宽谱飞秒激光产生装置和方法

权利要求书

1.一种中红外宽谱飞秒激光产生装置，其特征在于，包括：沿光路设置的倍频器、延迟器、聚焦镜、气体室和准直镜；

所述倍频器，用于将接收的飞秒激光光束作为基频光，产生与所述基频光的偏振方向垂直的倍频光，将包含所述基频光和所述倍频光的光束经过波片，对所述基频光的偏振方向进行旋转，使其与所述倍频光的偏振方向相同；

所述延迟器，用于接收偏振对齐且共线的所述基频光和所述倍频光，调整所述基频光与所述倍频光的延迟，使所述基频光与所述倍频光在时间上重合；

所述聚焦镜，用于接收所述基频光与所述倍频光合并后共线的输出光束，将所述输出光束聚焦到所述气体室中；

所述气体室，用于当所述基频光与所述倍频光在空间和时间上均重合时，在内部聚焦产生等离子体，经过非线性光学变换产生中红外宽谱飞秒激光；

所述准直镜，用于将接收的中红外宽谱飞秒激光准直为平行光后输出。

2.根据权利要求1所述的中红外宽谱飞秒激光产生装置，其特征在于，所述波片为双波长波片，对基频光为半波片，对倍频光为全波片。

3.根据权利要求1所述的中红外宽谱飞秒激光产生装置，其特征在于，所述延迟器包括：沿光路设置的二向色镜、倍频光全反射镜和位于平移台上的基频光全反射镜；

偏振对齐且共线的所述基频光和所述倍频光经过所述二向色镜后，所述倍频光被反射，反射光被所述倍频光全反射镜反射回所述二向色镜，同时，所述基频光透过所述二向色镜，被所述基频光全反射镜反射，调整所述基频光全反射镜的位置使所述基频光在所述二向色镜上与所述倍频光重合并共线，前后调整所述平移台的位置使所述基频光与所述倍频光在时间上重合，再次经过所述二向色镜时，得到所述基频光与所述倍频光合并后共线的输出光束。

4.根据权利要求1所述的中红外宽谱飞秒激光产生装置，其特征在于，所述气体室包括：入射窗口、壳体和出射窗口，所述入射窗口和所述出射窗口分别与所述壳体连接，共同组成气密结构，且内部充满惰性气体。

5.根据权利要求4所述的中红外宽谱飞秒激光产生装置，其特征在于，所述入射窗口采用可透过飞秒基频光与倍频光的光学玻璃，所述出射窗口采用可透过红外光的光学玻璃；

所述基频光与所述倍频光合并后共线的输出光束透过所述入射窗口后，在所述气体室内部聚焦产生等离子体，经过非线性光学变换产生中红外宽谱飞秒激光，透过所述出射窗口输出。

6.一种中红外宽谱飞秒激光产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、倍频器将接收的飞秒激光光束作为基频光，产生与所述基频光的偏振方向垂直的倍频光；

S200、将包含所述基频光和所述倍频光的光束经过波片，对所述基频光的偏振方向进行旋转，使其与所述倍频光的偏振方向相同；

S300、延迟器接收偏振对齐且共线的所述基频光和所述倍频光，调整所述基频光与所述倍频光的延迟，使所述基频光与所述倍频光在时间上重合；

S400、聚焦镜接收所述基频光与所述倍频光合并后共线的输出光束，将所述输出光束聚焦到所述气体室中；

S500、所述气体室当所述基频光与所述倍频光在空间和时间上均重合时，在内部聚焦产生等离子体，经过非线性光学变换产生中红外宽谱飞秒激光；

S600、准直镜将接收的中红外宽谱飞秒激光准直为平行光后输出。

7.根据权利要求6所述的中红外宽谱飞秒激光产生方法，其特征在于，所述波片为双波长波片，对基频光为半波片，对倍频光为全波片。