[发明专利]载波包络相位稳定的宽光谱带宽超短激光脉冲种子源

摘要

一种载波包络相位稳定的宽光谱带宽超短激光脉冲种子源，包括泵浦源、参量放大系统、光谱展宽系统及色散补偿系统。本发明利用两个参量放大中的差频过程产生载波包络相位稳定的光束，通过双色镜合束后经透镜耦合进入空心光纤中进行光谱展宽和脉冲压缩，最后得到CEP稳定的具有连续超宽光谱带宽的飞秒超短激光脉冲输出。本发明装置简单，易于操作，避免了不同波段光束合成中的空隙问题，可获得连续的超宽光谱带宽，通过压缩得到CEP稳定的单周期乃至亚周期量级的飞秒超短激光脉冲输出，这在阿秒脉冲产生、泵浦探测、THz产生等方面有广泛应用。

主权项

一种载波包络相位稳定的宽光谱带宽超短激光脉冲种子源，包括泵浦源(1)，特征在于其构成：在所述的泵浦源(1)输出的泵浦光路上依次是第一分束片(2)、第一透镜(3)、白宝石(4)、第二透镜(5)、第二分束片(6)和第一反射镜(7)，在所述的第一分束片(2)的反射光束方向依次是第三分束片(8)和第二反射镜(9)；在所述的第三分束片(8)的反射光束方向和第一反射镜(7)的反射光束方向的交点位置是第一光学参量放大器(10)；在所述的第二反射镜(9)的反射光束方向和第二分束片(6)的反射光束方向的交点位置设有第二光学参量放大器(11)；在所述的第一光学参量放大器(10)的输出光方向是第三反射镜(12)，在第二光学参量放大器(11)的输出光方向和第三反射镜(12)的反射光的交点位置是双色镜(13)，沿该双色镜(13)的输出光方向依次经第三透镜(16)、空心光纤(17)和色散补偿系统(18)，其工作过程如下：泵浦源(1)输出的泵浦光束经过第一分束片(2)后被分成透射光束和反射光束两部分，其中所述的透射光束经过第一透镜聚焦进入白宝石内产生白光超连续谱，该超连续谱经过第二透镜(5)进行聚焦，聚焦后的超连续谱被作为信号光，经过第二分束片(6)被分成透射信号光束和反射信号光束，该透射信号光束经第一反射镜(7)进入第一光学参量放大器(10)中的非线性晶体内，所述的反射信号光束直接进入第二光学参量放大器(11)中非线性晶体内；所述的反射的泵浦光束，经过第三分束片(8)被分成透射泵浦光束和反射泵浦光束，所述的反射泵浦光束直接进入第一光学参量放大器(10)中，经过第一光学参量放大器(10)中的延时装置和扩缩束装置，与所述的透射信号光同时进入第一光学参量放大器(10)的非线性晶体中相互作用产生闲置光Ii1；所述的透射泵浦光束进入第二光学参量放大器(11)中，经过第二光学参量放大器(11)中的延时装置扩缩束装置，与所述的反射信号光同时进入第二光学参量放大器(11)的非线性晶体中相互作用，产生闲置光(Ii2)；所述的闲置光束(Ii1)经过第三反射镜(12)后，与由第二光学参量放大器(11)输出的闲置光束(Ii2)一起经双色镜(13)合束，该合束光经第三透镜(16)耦合进入空心光纤(17)中进行光谱展宽，光谱展宽后的光束经色散补偿系统(18)进行压缩，最终输出CEP稳定的具有超宽光谱带宽的飞秒超短激光脉冲。