本发明涉及材料信息表征，特别是涉及一种非线性光学耦合装置及其系统。
背景技术：
1、晶态材料结构信息如晶相、晶格取向、堆垛方式、缺陷等对其物性研究和应用探索是至关重要的。这些信息可以借助电子显微技术表征获取，如扫描电子显微镜、透射电子显微镜、扫描隧道电子显微镜等。但是，电子显微技术对制样、测试环境、样品的晶态和种类要求苛刻，以及高的电子束能量易对样品造成不可逆损伤等限制了测试范围。光学显微技术对样品形态、测试环境无严格要求，且具有操作简单、测试成本低、无损检测等优点，已成为表征材料结构信息不可或缺的手段。其中，二次谐波是近年发展起来的一种光学显微表征技术，具有非线性光学所特有的高空间分辨率，能对样品的晶格取向、晶界和堆垛进行检测。同时二次谐波产生并不依赖吸收过程，光子与材料作用时没有能量损失，避免了测试过程中对材料结构的破坏；二次谐波产生不需要对材料进行特殊处理，可以简化实验过程并避免外源性处理对材料本身的影响。由于以上特点，近年来二次谐波已经在材料、生物、医学等领域显示出诱人的应用前景。
2、现有的光路耦合往往结构较为复杂，且存在光路稳定不足，可调节性差的问题。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明旨在通过设计与拉曼光谱能够适配且稳定的耦合装置，耦合装置能够将自由光路引入共聚焦拉曼光路，并能够实现光路简化、稳定和灵活调节。
2、本发明提供了一种非线性光学耦合装置，所述非线性光学耦合装置包括耦合器主体、耦合腔、在位杆以及反射镜组件；
3、所述反射镜组件包括光束约束单元、反射镜和二向色镜；所述在位杆通过所述耦合器主体伸入所述耦合腔内，与所述耦合腔内的所述二向色镜连接；
4、所述耦合器主体设置于拉曼光学系统激光入射光路上，所述二向色镜位于所述耦合腔内；所述在位杆与所述二向色镜连接；所述反射镜位于所述光束约束单元正上方呈45°角设置，将通过所述光束约束单元的入射光反射到所述耦合腔内的所述二向色镜；所述非线性光为二次谐波或三次谐波。
5、优选地，所述反射镜上设置调节旋钮。
6、优选地，所述二向色镜为短波通二向色镜。
7、优选地，所述二向色镜对泵浦光源反射，对非线性光透射。
8、优选地，所述光束约束单元包括上圆片、下圆片；所述上圆片和所述下圆片中心设置通孔，两个通孔在垂直方向上同心设置；所述上圆片和所述下圆片通过连接杆滑动连接，所述上圆片和所述下圆片之间间距可调节。
9、优选地，所述在位杆设置于所述耦合器主体的侧边，所述在位杆的末端伸出所述耦合器主体，所述在位杆的另一段与所述二向色镜通过支架连接，所述在位杆通过伸缩调节所述二向色镜在耦合腔内的位置，进而控制二向色镜是否在拉曼光路系统的光路上。
10、优选地，所述非线性光学耦合装置还包括外置角度调节装置，通过所述外置角度调节装置调节所述二向色镜的方向。
11、本发明还提供了一种共聚焦拉曼非线性光学耦合系统，所述系统包括泵浦激光系统、拉曼光学系统和上述的非线性光学耦合单元；
12、所述泵浦激光系统的输出方向沿光路依次设置有激光衰减单元、全反射单元、光束提升单元、非线性光学耦合单元。
13、优选地，所述泵浦激光系统输出可调制超快飞秒激光通过折返光路进入所述非线性光学耦合装置，并通过所述激光衰减单元、所述全反射单元、所述光束提升单元、所述非线性光学耦合装置进入所述拉曼光学系统，并通过所述反射镜组件的可调节设置实现共聚焦所述拉曼光学系统的非线性光学耦合，并配合调节所述二向色镜的方向以及所述光束约束单元的设置，提高二次谐波产生信号的采集效率。
14、与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
15、1)本发明通过设计非线性光学耦合装置，将飞秒激光引入共聚焦扫描拉曼光谱仪，实现拉曼与非线性光学的耦合复合联用，提高材料表征效率；
16、2)本发明通过调节装置调节泵浦光源的聚焦位置与拉曼激光的聚焦位置相同，并且调节拉曼激光的收集孔，使非线性光学信号调制最强；
17、3)本发明利用拉曼光路与非线性光学光路之间的关联，实现在同一样品上同时完成拉曼单谱、拉曼成像以及非线性光学如二次谐波、三次谐波单谱和成像的采集过程，使得光路结构紧凑、光路稳定、调节性好，操作方便，实用性强。
1.一种非线性光学耦合装置，其特征在于：所述非线性光学耦合装置包括耦合器主体、耦合腔、在位杆以及反射镜组件；
2.根据权利要求1所述的非线性光学耦合装置，其特征在于：所述反射镜上设置调节旋钮。
3.根据权利要求1所述的非线性光学耦合装置，其特征在于：所述二向色镜为短波通二向色镜。
4.根据权利要求1所述的非线性光学耦合装置，其特征在于：所述二向色镜对泵浦光源反射，对非线性光透射。
5.根据权利要求1所述的非线性光学耦合装置，其特征在于：所述光束约束单元包括上圆片、下圆片；所述上圆片和所述下圆片中心设置通孔，两个通孔在垂直方向上同心设置；所述上圆片和所述下圆片通过连接杆滑动连接，所述上圆片和所述下圆片之间间距可调节。
6.根据权利要求1所述的非线性光学耦合装置，其特征在于：所述在位杆设置于所述耦合器主体的侧边，所述在位杆的末端伸出所述耦合器主体，所述在位杆的另一段与所述二向色镜通过支架连接，所述在位杆通过伸缩调节所述二向色镜在耦合腔内的位置，进而控制二向色镜是否在拉曼光路系统的光路上。
7.根据权利要求1所述的非线性光学耦合装置，其特征在于：所述非线性光学耦合装置还包括外置角度调节装置，通过所述外置角度调节装置调节所述二向色镜的方向。
8.一种共聚焦拉曼非线性光学耦合系统，其特征在于：所述系统包括泵浦激光系统、拉曼光学系统和如权利要求1-7中任一的非线性光学耦合单元；
9.根据权利要求8所述的非线性光学耦合系统，其特征在于：所述泵浦激光系统输出可调制超快飞秒激光通过折返光路进入所述非线性光学耦合装置，并通过所述激光衰减单元、所述全反射单元、所述光束提升单元、所述非线性光学耦合装置进入所述拉曼光学系统，并通过所述反射镜组件的可调节设置实现共聚焦所述拉曼光学系统的非线性光学耦合，并配合调节所述二向色镜的方向以及所述光束约束单元的设置，提高二次谐波产生信号的采集效率。