[发明专利]基于相干合束的飞秒激光谐波产生系统

权利要求书

1.一种基于相干合束的飞秒激光谐波产生系统，其特征是，包括飞秒脉冲种子源，脉冲展宽器、脉冲分束器、光纤放大器、脉冲压缩器、激光谐波产生器、脉冲合束器以及电控环路；其中：

所述飞秒脉冲种子源用于产生一定功率的飞秒脉冲序列，采用振荡器加功率预放大的结构，其输出端与脉冲展宽器相连；

所述脉冲展宽器用于将种子源输出脉冲脉宽展宽，用于后续的啁啾脉冲放大，其输出端与脉冲分束器相连；

所述脉冲分束器用于将展宽后脉冲空间上分为多路，并分别与相应的光纤放大器相连；

所述光纤放大器用于对多路经展宽后的脉冲进行啁啾脉冲放大，实现功率提升，其输出分别与相应的脉冲压缩器相连；

所述脉冲压缩器用于将放大后脉冲脉宽压缩至最窄，与脉冲展宽器相匹配，提高峰值功率进而提高谐波产生过程转换效率，其输出分别与相应的激光谐波产生器相连；

所述激光谐波产生器用于将分别压缩后的多束脉冲分别在多通道非线性晶体中实现相位匹配过程进行谐波产生，其输出与脉冲合束器相连；

所述脉冲合束器用于将多束谐波激光空间上合成为一束，合成光束经光电探测器探测后与电控环路相连；

所述电控环路用于控制多束谐波激光之间相位保持一致，从而实现高效的相干合成。

2.如权利要求1所述的基于相干合束的飞秒激光谐波产生系统，其特征是，所述飞秒脉冲种子源振荡器锁模方式可为非线性偏振旋转、可饱和吸收体、非线性放大环形镜。

3.如权利要求1所述的基于相干合束的飞秒激光谐波产生系统，其特征是，展宽器为单模光纤或布拉格体光栅；分束器为半透半反镜、偏振分束镜、薄膜偏振片中的任一种。

4.如权利要求1所述的基于相干合束的飞秒激光谐波产生系统，其特征是，放大器所用光纤为大模场面积双包层光纤、光子晶体光纤或棒状光纤。

5.如权利要求1所述的基于相干合束的飞秒激光谐波产生系统，其特征是，脉冲压缩器可为光栅对、布拉格体光栅、棱镜对、啁啾镜中的一种或几种；非线性晶体为三硼酸锂、偏硼酸钡、磷酸氧钛钾、周期极化铌酸锂中的一种。

6.如权利要求1所述的基于相干合束的飞秒激光谐波产生系统，其特征是，合束方式选择为填充孔径以获得高的合成效率，合束器可为半透半反镜、偏振分束镜或薄膜偏振片。

7.如权利要求1所述的基于相干合束的飞秒激光谐波产生系统，其特征是，使用半透半反镜合束，电控环路采用单探测器频率标记方式或随机并行梯度下降方式进行锁相，若使用偏振合束，电控环路则采用Hansch-Couillaud技术进行锁相。