专利名称：激光飞秒探针装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及超快过程的探测，特别是一种激光飞秒探针光装置。
背景技术：
随着激光的啁啾脉冲放大技术的发展，台式激光器的输出峰值功率获得极大提 高，达到拍瓦(1015W)量级，聚焦功率密度可达到1022W/cm2，激光与物质相互作 用产生了许多新现象，深入了解其作用过程对理解这些新现象起到至关重要的作用。
发明内容
为了对激光与物质相互作用的超快过程进行探测，提供一种激光飞秒探针光装 置。该装置产生的探针光与主激光同步，脉宽可以达到飞秒量级，具有结构简单和 操作方便的特点。
本发明的技术解决方案如下
一种激光飞秒探针装置，特点是其构成包括在主光路设置一分束片，该分束 片将入射的激光束分成透射的探针光束和反射的主光束，沿探针光束设置共焦的第 一凸透镜、小孔光阑、第二凸透镜、倍频晶体、直角反射镜和反射镜，所述的第一 凸透镜和第二凸透镜共焦，其焦距比为5:1，所述的小孔光阑位于所述的第一凸透镜
和第二凸透镜的公共焦点上，所述的直角反射器由两个互成90。的反射镜构成，并固
定在一个移动轴平行于入射光束的一维平移台上，所述的反射镜具有对基频激光高 透对倍频探针光高反的膜层。
所述的分束片为两面镀介质膜，前表面介质膜对激光的反射率为卯％，后表面
对激光的透过率为99.7%。
所述的第一凸透镜和第二凸透镜共焦点，焦点位于两镜之间，能对光束直径进 行縮小而出射的光束仍为平行光，两透镜都是双面镀对主激光的高透射膜。
所述的倍频晶体为LBO晶体，晶体按照匹配角切割。
所述的直角反射器由两个互成90。的反射镜构成，两镜都镀有对倍频光反射率为 99%的膜层。
所述的反射镜镀有对倍频光反射率大于95 % ，而对基频光透过率大于99%的膜层。
本发明的特点是
1、用于超强超快激光领域，本方法能获得飞秒量级的探针光，能探测物质被激
光电离的演化过程。
2、 使用空间滤波器能滤去光束空间频率的高频成分，改善探针光质量。
3、 使用倍频激光作为探针光，可以避免在使用时探针光受主光路激光的干扰 (产生干涉)。
4、 与其他使用基频探针光的方法相比，由于倍频探针光对物质被激光电离产 生的等离子体有更大的穿透深度，本方法可探测到更多等离子体的内部结构。
图1本发明激光飞秒探针光装置的光路图。
图2是本发明激光飞秒探针光装置在实际激光打靶中的一个应用例子。
具体实施例方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但不应以此限制本发明的保护 范围。
'先请参阅图1，图1本发明激光飞秒探针光装置的光路图。由图可见，本发明
激光飞秒探针装置的构成包括在主光路设置分束片1，该分束片1将激光束分成
透射的探针光束和反射的主光束，沿探针光束设置共焦的第一凸透镜2、小孔光阑3、 第二凸透镜4、倍频晶体5、直角反射镜6和反射镜7，所述的第一凸透镜2和第二 凸透镜4共焦，所述的小孔光阑3位于所述的第一凸透镜2和第二凸透镜4的公共 焦点，所述的直角反射器6由两个互成90。的反射镜构成，并固定在一个移动轴平行 于入射光束的一维平移台上，所述的反射镜7具有对基频激光高透对倍频探针光高 反的膜层。所述的分束片1为两面镀介质膜，前表面介质膜对激光的反射率为90%， 后表面对激光的透过率为99.7%。所述的第一凸透镜2和第二凸透镜4共焦点，焦 点位于两镜之间，其焦距比为5:1，能对光束直径进行縮小而出射的光束仍为平行光， 两透镜都是双面镀对主激光的高透射膜。所述的倍频晶体5为LBO晶体，晶体按照 匹配角切割。所述的直角反射器6由两个互成90。的反射镜构成，两镜都镀有对倍频 光反射率为99%的膜层。所述的反射镜7镀有对倍频光反射率大于95%，而对基频 光透过率大于99%的膜层。
分束片1将激光A分成探针光束B和主光束C;反望远镜设计的凸透镜2和凸 透镜4对探针光束B进行缩束，縮束比为5: 1，提高光束的亮度，使倍频时有更高 的效率；两透镜的共同焦点上放置有直径为15微米的小孔光阑3，能对光束进行空 间滤波，提高光束质量；然后由倍频晶体5对光进行倍频；利用直角反射镜6调节 倍频光与主光路C的延迟时间，直角反射镜6固定在一个一维平移台上，要求平移 台移动轴与进入的光束相平行，保证调节光路延时时，出射光斑不移动；反射镜7
镀有对倍频光高反射而对基频光高透射的膜层，能滤去探针光中的基频成分。
再参见图2，图2是本发明激光飞秒探针光装置在实际激光打靶中的一个应用 例子。光束A为飞秒激光系统的输出光束，分束片1将激光A分成主光束C和探针 光束B，光束B由共焦的第一凸透镜2和第二凸透镜4进行縮束，两透镜的焦点上 放置有小孔光阑3，然后由倍频晶体5对光进行倍频，倍频光经过直角反射镜6，最 后用反射镜7滤去基频激光成分，得到倍频探针光束D。
主光束C经过三个反射镜8、 9、 10之后由凸透镜11进行聚焦，与固体靶12 相互作用。固体靶12为长方体状玻璃块，靶面及四个侧面抛光。探针光D从靶侧 面透过，通过调节直角反射器6使打靶主光路和探针光路同步。靶被电离产生的等 离子体会吸收探测激光，在探针光斑上形成阴影，阴影最终被凸透镜13成像在CCD 15上，14是反射镜。
权利要求
1、一种激光飞秒探针装置，特征在于其构成包括在主光路设置分束片(1)，该分束片(1)将激光束A分成透射的探针光束和反射的主光束，沿探针光束设置共焦的第一凸透镜(2)、小孔光阑(3)、第二凸透镜(4)、倍频晶体(5)、直角反射镜(6)和反射镜(7)，所述的第一凸透镜(2)和第二凸透镜(4)共焦，其焦距比为5:1，所述的小孔光阑(3)位于所述的第一凸透镜(2)和第二凸透镜(4)的公共焦点，所述的直角反射器(6)由两个互成90°的反射镜构成，并固定在一个移动轴平行于入射光束的一维平移台上，所述的反射镜(7)具有对基频激光高透对倍频探针光高反的膜层。
2、 根据权利要求1所述的产生高质量飞秒探针光的装置，其特征在于所述的分 束片(1)为两面镀介质膜，前表面介质膜对激光的反射率为90%，后表面对激光 的透过率为99.7%。
3、 根据权利要求1所述的激光飞秒探针装置，其特征在于所述的第一凸透镜(2) 和第二凸透镜(4)共焦点，焦点位于两镜之间，能对光束直径进行縮小而出射的光 束仍为平行光，两透镜都是双面镀对主激光的高透射膜。
4、 根据权利要求1所述的激光飞秒探针装置，其特征在于所述的倍频晶体(5) 为LBO晶体，晶体按照匹配角切割。
5、 根据权利要求1所述的激光飞秒探针装置，其特征在于所述的直角反射器(6) 由两个互成90。的反射镜构成，两镜都镀有对倍频光反射率为99%的膜层。
6、 根据权利要求1所述的激光飞秒探针装置，其特征在于所述的反射镜(7) 镀有对倍频光反射率大于95%，而对基频光透过率大于99%的膜层。
全文摘要
一种激光飞秒探针装置，其构成包括在主光路设置一分束片，该分束片将入射的激光束分成透射的探针光束和反射的主光束，沿探针光束设置共焦的第一凸透镜、小孔光阑、第二凸透镜、倍频晶体、直角反射镜和反射镜，所述的第一凸透镜和第二凸透镜共焦，其焦距比为5∶1，所述的小孔光阑位于所述的第一凸透镜和第二凸透镜的公共焦点上，所述的直角反射器由两个互成90°的反射镜构成，并固定在一个移动轴平行于入射光束的一维平移台上，所述的反射镜具有对基频激光高透对倍频探针光高反的膜层。本发明具有调节简单，输出光质量高，能避免和主激光相互干扰的特点。
文档编号G02F1/35GK101363798SQ20081004099
公开日2009年2月11日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者丽 刘, 刘建胜, 卢海洋, 夏长权, 王文涛, 懿 蔡, 璞 邹 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所