一种手动版飞秒光参量放大器的制作方法

1.本技术涉及光电技术领域，具体而言，涉及一种手动版飞秒光参量放大器。


背景技术：

2.超强超短激光技术的迅猛发展使强光场甚至超强光场可以在实验室中产生，极端强场超快激光为人类创造出前所未有的综合性的实验室尺度极端物理条件。通过在极端物理条件下对物质结构、运动及相互作用的研究，人类对客观世界规律的认识将更加深入和系统化。
3.啁啾脉冲放大技术(chirped pulse amplification,cpa)自上世纪80年代提出后，被广泛地应用于产生超强超短激光。利用cpa技术可以避免激光在放大过程中由于极高峰值功率对光学元件造成的损伤，同时也避免了高功率下脉冲质量降低的问题。但是，cpa技术也存在缺陷，如增益窄化、热效应以及输出激光波长单一等。利用基于非线性光学晶体中的光学参量放大(optical parametric amplification，opa)为超强超短脉冲的产生提供了新的思路，该技术具有增益带宽宽、输出波长可调谐、没有热效应等优点。
4.光参量放大器主要功能之一是实现输出波长在某个范围内连续可调，而这个功能的实现需要调节装置内的两束光的相对延时和非线性相位匹配角。如附图2所示，光参量放大器上包括腔体9，其上设有入射窗口1和出射窗口6，内部主要设有倍频模块8、超连续谱产生模块7、第一级放大模块4和第二级放大模块5在内的光学器件，其中，激光通过入射窗口1进入腔内，大部分入射光进入倍频模块8后产生泵浦光，产生的泵浦光分为两部分，分别用于第一级和第二级放大；少部分入射光进入超连续谱产生模块7产生整个装置的种子光。种子光依次通过第一级放大模块4和第二级放大模块5，而每个放大模块中有一块非线性晶体，用于基于非线性晶体的参量放大过程，实现种子光能量的放大，种子光放大后通过出射窗口6射出腔外。其中，还包括延时器，可以通过调节延时器的位置，对光路进行延时调节，达到光谱调谐的功能。
5.其中，对于上述光参量放大器来说，同一入射激光波长，可以通过调节非线性晶体的角度和延时器的位置达到光谱调谐的功能。而在打开腔体对非线性晶体的角度和延时器的位置进行手动调节时，非常容易触碰到光路，造成危险，因此需要经过专业培训并佩戴安全防护眼镜后再使用该装置。


技术实现要素：

6.本技术的主要目的在于提供一种手动版飞秒光参量放大器，以解决目前的问题。
7.为了实现上述目的，本技术提供了如下技术：
8.一种手动版飞秒光参量放大器，包括腔体，所述腔体侧面上设有入射窗口和出射窗口，所述腔体内部设有包括倍频模块、超连续谱产生模块和光路放大模块在内的光学器件，所述光路放大模块内设有非线性晶体，还包括：
9.晶体转台，设于所述腔体内；
10.其中，所述晶体转台的一端设有转台旋钮、另一端连接所述非线性晶体；
11.当打开所述腔体手动转动所述晶体转台时，所述晶体转台带动所述腔体内部的所述非线性晶体进行转动，使所述非线性晶体的角度得到调整，以此进行光谱调谐。
12.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述腔体，包括：
13.下腔，作为所述手动版飞秒光参量放大器的安装壳体，所述入射窗口、出射窗口、倍频模块、超连续谱产生模块、光路放大模块和非线性晶体皆设于所述下腔内部；
14.上盖，配合在所述下腔顶部，与所述下腔共同组成所述腔体；
15.所述晶体转台设于所述下腔内部。
16.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述光路放大模块包括：第一级放大模块和第二级放大模块，且所述第一级放大模块和第二级放大模块内均设有一非线性晶体。
17.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述晶体转台包括：
18.第一晶体转台，设于与所述第一级放大模块相对应的所述腔体内，其一端设有一转台旋钮、另一端与所述第一级放大模块内部的非线性晶体相连接；
19.第二晶体转台，设于与所述第二级放大模块相对应的所述腔体内，其一端设有一转台旋钮、另一端与所述第二级放大模块内部的非线性晶体相连接。
20.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
21.延时器，设于所述腔体内部；
22.平移机构，设于所述腔体内部，其一侧伸出所述腔体外、另一侧活动于所述腔体内且关联连接所述延时器；
23.当从所述腔体外手动调节所述平移机构时，所述平移机构带动所述腔体内部的所述延时器进行平移移动，使所述延时器的位置得到调整，以此进行光谱调谐。
24.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述平移机构，包括：
25.平移台，设于所述腔体内部，所述延时器设置在所述平移台上；
26.调节旋钮，设于所述腔体外侧面上，且与所述平移台关联连接；
27.手动转动所述调节旋钮，关联带动所述平移台在所述腔体内部平移，实现所述延时器的平移移动，使所述延时器的位置得到调整。
28.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述腔体，包括：
29.下腔，作为所述手动版飞秒光参量放大器的安装壳体，所述入射窗口、出射窗口、倍频模块、超连续谱产生模块、光路放大模块和所述延时器皆设于所述下腔内部；
30.上盖，配合在所述下腔顶部，与所述下腔共同组成所述腔体；
31.所述调节旋钮设于所述下腔的外侧面上。
32.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述平移机构的数量为两个。
33.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，腔体的材料为铝。
34.与现有技术相比较，本技术能够带来如下技术效果：
35.基于本实施例的实施，本技术设计了一种手动版飞秒光参量放大器，设有可通过手动调节放大模块中的非线性晶体的角度的晶体转台，以及设有可通过手动调节延时器的平移机构，使得平移台和晶体转台采用手动调节方式，无需上位机软件，保证功能齐全的基础上大幅降低成本和装置的复杂程度；平移台设置在腔体同侧，调节旋钮设置在腔外，方便调节并且避免手触碰到光路造成危险；晶体的转台调节旋钮高于光路的水平面，方便调节
并且避免手触碰到光路造成危险。
附图说明
36.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
37.图1是本实用新型的正视结构示意图；
38.图2是本实用新型的内部俯视结构示意图；
39.图3是本实用新型的左视结构示意图。
具体实施方式
40.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
41.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
42.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
43.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
44.另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
45.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
46.本技术中，在飞秒光参量放大器的基础上，增加了非线性晶体和延时器的手动调节机构，因此，可以选择性地采用本技术非线性晶体或者延时器或者两者组合的手动调节机构进行使用。
47.本技术中，优选采用对非线性晶体和延时器皆进行手动调节。
48.本技术中，有关飞秒光参量放大器内部的其余配套光路设施，本实施例不再进行赘述。非线性晶体和延时器的初始安装位置，根据不同飞秒光参量放大器的设计结构进行确定。
49.实施例1
50.为对光路放大模块内的非线性晶体的手动调节。
51.一种手动版飞秒光参量放大器，包括腔体9，所述腔体9侧面上设有入射窗口1和出射窗口6，所述腔体9内部设有包括倍频模块8、超连续谱产生模块7和光路放大模块在内的光学器件，所述光路放大模块内设有非线性晶体，还包括：
52.晶体转台，设于所述腔体9上；
53.其中，所述晶体转台的一端设有转台旋钮、另一端连接所述非线性晶体；
54.当打开所述腔体9手动转动所述晶体转台时，所述晶体转台带动所述腔体9内部的所述非线性晶体进行转动，使所述非线性晶体的角度得到调整，以此进行光谱调谐。
55.晶体转台的调节是需要打开腔体的上盖后才能用手调节，转台旋钮是在腔内的。打开腔体上盖，手动调节转台旋钮即可转动非线性晶体的角度。在其他的实施方案中，也可以将其设置在腔体外侧，避免开腔调节。具体根据用户的选择进行调整。
56.如图1和图2所示，在腔体结构的腔体9内部安装侧面上设有入射窗口1和出射窗口6，所述腔体9内部设有包括倍频模块8、超连续谱产生模块7和光路放大模块在内的光学器件，所述光路放大模块内设有非线性晶体，激光通过入射窗口1进入腔内，大部分入射光进入倍频模块8后产生泵浦光，产生的泵浦光分为两部分，分别用于第一级和第二级放大；少部分入射光进入超连续谱产生模块7产生整个装置的种子光。种子光依次通过第一级放大模块4和第二级放大模块5，每个放大模块中有一块非线性晶体，基于非线性晶体的参量放大过程，实现种子光能量的放大。种子光放大后通过出射窗口6射出腔外。
57.晶体转台的具体安装结构，为调节旋钮的结构，其一端为旋钮，另一端为夹持非线性晶体的结构，转台旋钮位于所述腔体9内部并夹持固定连接住所述非线性晶体。
58.具体的夹持固定结构，本实施例不进行限定。比如可以在晶体转台的一侧设置卡槽，将非线性晶体卡在卡槽中，即可通过晶体转台固定连接住。转动晶体转台，即可带动非线性晶体转动，调节其角度。转台旋钮的结构，本处不限定。
59.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述腔体9，包括：
60.下腔1，作为所述手动版飞秒光参量放大器的安装壳体，所述入射窗口1、出射窗口6、倍频模块8、超连续谱产生模块7、光路放大模块和非线性晶体皆设于所述下腔1内部；
61.上盖，配合在所述下腔1顶部，与所述下腔1共同组成所述腔体9；
62.所述晶体转台设于所述下腔内部。
63.腔体9由下腔1和上盖配合构成，其侧面设有光孔等，内部根据设定光路安装倍频模块8、超连续谱产生模块7、光路放大模块和非线性晶体等。其正对下面腔体9内部的光路放大模块的非线性晶体，其底部固定连接非线性晶体，即可实现非线性晶体的角度调节。
64.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述光路放大模块包括：第一级放大模块4和第二级放大模块5，且所述第一级放大模块4和第二级放大模块5内均设有一非线性晶体。
65.光路放大模块的数量，根据用户选择的飞秒光参量放大器的型号进行确定。本实施例，采用了两个光路放大模块，即第一级放大模块4和第二级放大模块5，且在所述第一级放大模块4和第二级放大模块5内均设有一非线性晶体。
66.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述晶体转台包括：
67.第一晶体转台，设于与所述第一级放大模块4相对应的所述腔体9内，其一端设有一转台旋钮、另一端与所述第一级放大模块4内部的非线性晶体相连接；
68.第二晶体转台，设于与所述第二级放大模块5相对应的所述腔体9内，其一端设有一转台旋钮、另一端与所述第二级放大模块5内部的非线性晶体相连接。
69.对应的，所述第一级放大模块4和第二级放大模块5对应的腔体9的内部，皆设有一个晶体转台。具体结构和使用，参见上述描述，本处不再赘述。
70.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，腔体9的材料为铝。腔体材料全部为铝，保证稳定性的同时降低成本。
71.实施例2
72.基于上述实施例1的实施原理，本实施例，选择对光路放大模块内的延时器进行手动调节。
73.手动版飞秒光参量放大器的其余光路设施，参见上述实施例1的描述，本实施例，针对飞秒光参量放大器中的延时器，通过一可在腔体9内部平移活动的平移机构，带动延时器平移，实现延时器的位置调节，以此进行光谱调谐。
74.如图2和3所示，作为本技术的一种可选实施方案，可选地，还包括：
75.延时器，设于所述腔体9内部；
76.平移机构，设于所述腔体9内部，其一侧伸出所述腔体9外、另一侧活动于所述腔体9内且关联连接所述延时器；
77.当从所述腔体9外手动调节所述平移机构时，所述平移机构带动所述腔体9内部的所述延时器进行平移移动，使所述延时器的位置得到调整，以此进行光谱调谐。
78.平移机构，可以由手动完成平移活动，其一侧设有配合安装在腔体9侧面的调节旋钮或者其他，另一侧设有与调节旋钮联动的平移设备，延时器安装在平移设备上，从腔体9外手动转动调节旋钮，即可带动平移设备在腔体9内部平移，实现延时器的平移而改变延时器的位置。平移机构的实现功能，可以由用户具体根据定义选择实现机构。
79.本实施例，作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述平移机构，包括：
80.平移台2，设于所述腔体9内部，所述延时器设置在所述平移台2上；
81.调节旋钮3，设于所述腔体9外侧面上，且与所述平移台2关联连接；
82.手动转动所述调节旋钮3，关联带动所述平移台2在所述腔体9内部平移，实现所述延时器的平移移动，使所述延时器的位置得到调整。
83.本实施例，可以采用比如丝杆副的方式，作为平移台2和调节旋钮3的联动方式。调节旋钮3通过法兰固定在腔体9外侧面上，其通过丝杆副连接平移台2即可。当然，对应设有限制平移台2自由度的滑轨或者滑槽等，使得平移台2能够在丝杆副的带动下实现平移。
84.延时器在平移台2上的安装位置和角度等，根据用户需求设计，本处不进行限定。由用户根据设定的光路参数进行摆放即可。
85.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述腔体9，包括：
86.下腔1，作为所述手动版飞秒光参量放大器的安装壳体，所述入射窗口1、出射窗口6、倍频模块8、超连续谱产生模块7、光路放大模块和所述延时器皆设于所述下腔1内部；
87.上盖，配合在所述下腔1顶部，与所述下腔1共同组成所述腔体9；
88.所述调节旋钮3设于所述下腔1的外侧面上。
89.作为本技术的一种可选实施方案，可选地，所述平移机构的数量为两个。
90.本实施例，平移机构的数量，是根据延时器的数量而定的。因此，根据用户所选择的不同规格的飞秒光参量放大器所含有的延时器数量，而对应在腔体内部安装平移机构的数量即可。
91.上述实施例中，仅仅描述了非线性晶体和延时器的手动调节机构，以此进行使用，作为基本领域技术人员来说，可以选择性替换对应的具体执行机构，本处不进行一一描述。
92.实施例3
93.本实施例，在上述实施例1和实施例2的基础上，选择同时对非线性晶体和延时器进行手动调节，其具体的手动调节机构，参见实施例1和实施例2的描述，本实施例不再进行赘述。
94.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。