时器8、第四平面反射镜9、柱面凹面 反射镜11、第五平面反射镜10和非线性介质12,沿所述的反射光3方向依次是第一平面反 射镜5、第二平面反射镜6、第三平面反射镜7、第四平面反射镜9、柱面凹面反射镜11、第五 平面反射镜10和非线性介质12。
[0015] 调节延时器8,使得反射光3和透射光4在非线性介质12中时间重合。柱面凹面 反射镜11在水平方向上聚焦，将经过柱面凹面反射镜11的反射光3和透射光4聚焦成两 条竖直方向上狭长的焦斑，并在非线性介质12中以一定的角度空间重合。在时间和空间重 合的条件下，反射光3和透射光4与非线性介质12相互作用，产生自衍射效应，在经过非线 性介质12的反射光3和透射光4的两侧产生自衍射信号。在实际中，根据反射光3和透射 光4的聚焦强度、两者之间的夹角、非线性介质12的三阶非线性系数等，将会在经过非线性 介质12的反射光3和透射光4的两侧产生不同阶数的自衍射信号，在图1中，只标示出了 两侧的一阶自衍射信号13、14,并且对于激光脉冲对比度的提升也只是用到了一阶自衍射 信号。最后用一块挡光板15挡住不需要的光，包括经过自衍射效应后的反射光3、透射光4 和产生的一侧的一阶自衍射信号13,提取出一阶自衍射信号14。
[0016] 对图2所示的实施例2进行实施方式说明。图2给出了本发明飞秒激光脉冲对比 度的提升装置实施例2的光路。
[0017]沿激光脉冲1方向依次是分束片2,所述的激光脉冲1经该分束片2分为反射光 3和透射光4,沿所述的透射光4方向依次是延时器8、第四平面反射镜9、第五平面反射镜 10、柱透镜11和非线性介质12,沿所述的反射光3方向依次是第一平面反射镜5、第二平面 反射镜6、第三平面反射镜7、第四平面反射镜9、第五平面反射镜10、柱透镜11和非线性介 质12。
[0018]调节延时器8,使得反射光3和透射光4在非线性介质12中时间重合。柱透镜11 在水平方向上聚焦，将经过柱透镜11的反射光3和透射光4聚焦成两条竖直方向上狭长的 焦斑，并在非线性介质12中以一定的角度空间重合。在时间和空间重合的条件下，反射光3 和透射光4与非线性介质12相互作用，产生自衍射效应，在经过非线性介质12的反射光3 和透射光4的两侧产生自衍射信号。在实际中，根据反射光3和透射光4的聚焦强度、两者 之间的夹角、非线性介质12的三阶非线性系数等，将会在经过非线性介质12的反射光3和 透射光4的两侧产生不同阶数的自衍射信号，在图2中，只标示出了两侧的一阶自衍射信号 13、14,并且对于激光脉冲对比度的提升也只是用到了一阶自衍射信号。最后用一块挡光板 15挡住不需要的光，包括经过自衍射效应后的反射光3、透射光4和产生的一侧的一阶自衍 射信号13,提取出一阶自衍射信号14。
[0019]为了验证所述装置的可行性，在实际操作中，选择如下所述的相关参数，得到如图 3所示的结果。
[0020] 从激光系统输出的中心波长800纳米、脉宽50飞秒、重复频率1千赫兹、单脉冲能 量7. 2毫焦耳激光脉冲，经过一个软边光阑，其光斑直径减小到12毫米，单脉冲能量减小到 5. 1毫焦耳，得出的激光脉冲作为激光脉冲1输入所述装置；分束片2的反射光透射光的比 为50:50 ;柱面凹面反射镜11的焦距为500毫米；聚光元件将反射光3、透射光4聚焦到非 线性介质12中，该两束光的夹角为2度左右；非线性介质12为150微米厚的熔融石英玻璃 片，将其放置在柱面凹面反射镜11焦点后约60毫米的位置，并与两入射光的方向按近似为 布鲁斯特角位置放置；反射光3和透射光4经过聚光元件聚焦后，在非线性介质12中形成 近似为12毫米长1. 2毫米宽的光斑。最终，所得到的一阶自衍射信号14的单脉冲能量为 170微焦耳。从激光系统输出的激光脉冲1的对比度与一阶自衍射信号14的对比度如图2 所示。可以看出输出激光，即一阶自衍射信号14的对比度较激光脉冲1的对比度提升了约 4个数量级。
【主权项】
1. 一种飞秒激光脉冲对比度的提升装置，包括一个平台，其特征在于置于所述的平台 上的元器件是：沿激光脉冲（1)方向依次是分束片（2)，所述的激光脉冲（1)经该分束片 (2)分为反射光和透射光，沿所述的透射光方向依次是延时器（8)、第四平面反射镜（9)、柱 面凹面反射镜（11)、第五平面反射镜（10)和非线性介质（12)，沿所述的反射光方向依次是 第一平面反射镜（5)、第二平面反射镜（6)、第三平面反射镜（7)、第四平面反射镜（9)、柱面 凹面反射镜（11)、第五平面反射镜（10)和非线性介质（12)，在所述的非线性介质（12)的 光束输出方向设有挡光板（15)，所述的柱面凹面反射镜（11)的焦线垂直于所述的平台。2. -种飞秒激光脉冲对比度的提升装置，其特征在于包括一个平台，其特征在于置于 所述的平台上的元器件是：沿激光脉冲（1)方向依次是分束片（2)，所述的激光脉冲（1)经 该分束片（2)分为反射光和透射光，沿所述的透射光方向依次是延时器（8)、第四平面反射 镜（9)、第五平面反射镜（10)、柱透镜（11)和非线性介质（12)，沿所述的反射光方向依次是 第一平面反射镜（5)、第二平面反射镜（6)、第三平面反射镜（7)、第四平面反射镜（9)、第五 平面反射镜（10)、柱透镜（11)和非线性介质（12)，在所述的非线性介质（12)的光束输出 方向设有挡光板（15)，所述的柱透镜（11)的焦线垂直于所述的平台。
【专利摘要】一种飞秒激光脉冲对比度的提升装置，该装置基于自衍射方法并利用聚光元件，实验表明，基于聚光元件能将经过它的光聚焦成狭长的焦斑的特点，在使输出激光信号的对比度较输入激光脉冲的对比度提升了约4个数量级的同时,可以在不超过参与自衍射效应的非线性介质的损伤阈值的前提下，可提升本发明装置输入激光脉冲能量，从而也提升输出激光信号的能量。
【IPC分类】G02F1/35
【公开号】CN105204265
【申请号】CN201510687787
【发明人】刘军, 申雄, 李方家, 王鹏
【申请人】中国科学院上海光学精密机械研究所
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月21日