【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及激光非線性頻率轉換，具體而言，涉及一種可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置和方法。
技術介紹
1、高重頻、高能量超快激光在先進醫療設備、激光微納加工以及國防激光武器等領域有著廣泛的應用。特別是1μm波段的激光目前研究非常成熟并已經開始應用在不同領域。然而，由于受到材料的限制，能夠直接產生其他波段（如可見，中紅外等）的激光器還沒有那么成熟。
2、目前將成熟1μm波段激光轉換到需要的波長主要采用的技術手段是基于非線性頻率轉換的方法，包括倍頻，光參量放大，光參量振蕩等。
3、對于非線性頻率轉換技術來說，除了成熟的1μm波段激光作為基頻光源，非線性晶體的性能也至關重要。良好的非線性晶體需要具有大的非線性系數，高的損傷閾值以及良好的穩定性。但有些具有良好非線性系數的非線性晶體（例如baga4se7晶體）在高重頻非線性轉換時由于熱導率較差，導致晶體積累熱量，并且其損傷閾值也比低重頻率非線性轉換低，進而影響其非線性轉換的效率。
技術實現思路
1、本專利技術公開的目的在于提供一種可實現高重頻非線性頻率轉換裝置，能夠解決上述提到的至少一個技術問題。具體方案如下：
2、根據本專利技術公開的具體實施方式，本專利技術第一方面提供了一種可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，包括：
3、脈沖光源，出射具有線偏振態、波長為的基頻光；
4、時域分束系統，將所述基頻光分為2n組偏振光；其中，每組偏振光均包括兩束偏振方向正交的第一偏振光和第二偏振光，每
5、非線性頻率轉換系統，使所述每組偏振光產生兩束具有相同脈沖序列、波長為的信號光；
6、時域合束系統，使產生的2n+1組所述信號光合束，得到與所述基頻光的重復頻率相同的合成光輸出；
7、其中，所述時域合束系統包括：延時控制單元和時域合束單元，所述延時控制單元配置為使合成前的兩束信號光的脈沖序列在同一時刻的脈沖峰值與脈沖間隔相對應；所述時域合束單元配置為將脈沖峰值與脈沖間隔相對應的兩束所述脈沖序列合束。
8、優選地，所述非線性頻率轉換系統，包括：
9、2n+1個非線性頻率轉換單元，每個所述非線性頻率轉換單元設置在所述每束偏振光的光路上，使所述每組偏振光產生具有脈沖序列的第一信號光和第二信號光。
10、優選地，所述時域合束系統包括：2n+1-1個延時控制單元和2n+1?-1個時域合束單元；
11、當n=0時，所述延時控制單元設置在一束所述信號光的光路上，使同一時刻兩束脈沖序列的脈沖峰值與脈沖間隔相對應；
12、當n＞0時，所述延時控制單元分別設置在任意一束所述信號光的光路上，使同一時刻所述具有1/2n+1重復頻率的第一信號光和第二信號光能夠合束為具有1/2n重復頻率的所述信號光、使相鄰兩路具有所述1/2n重復頻率的信號光能夠合束為具有1/2n-1重復頻率的所述信號光、直至能夠使?2n+1?-1路所述信號光合束后的重復頻率與所述基頻光的重復頻率相同；
13、2n+1?-1個時域合束單元，使產生的2n+1組所述信號光合束，得到與所述基頻光的重復頻率相同的信號光輸出。
14、優選地，所述時域分束系統，包括：
15、第一光電調制器，使所述基頻光由線偏振態變為具有正交的線偏振態；
16、第一偏振分光鏡，根據所述第一光電調制器調制后的基頻光的偏振態，將所述基頻光分為透射光和反射光；所述透射光為具有第一偏振方向的第一偏振光，所述反射光為具有第二偏振方向的第二偏振光。
17、優選地，所述非線性頻率轉換系統為基于二階非線性光學效應進行的非線性頻率轉換；
18、所述非線性頻率轉換的類型，包括以下至少之一：二次諧波產生、光參量產生、光參量振蕩和光參量放大。
19、優選地，所述延時控制單元，包括：
20、環形反射腔，包括：第二偏振分光鏡，使具有第一偏振方向的所述第一信號光或第二信號光在所述環形反射腔進行循環反射；使具有第二偏振方向的所述第一信號光或第二信號光透射；
21、第二光電調制器，設置在所述環形反射腔內、所述第二偏振分光鏡入射的光路上，通過改變所述第一信號光或第二信號光的偏振態，使所述第一信號光或第二信號光能夠在所述環形反射腔進行循環反射，使輸出的所述第一信號光或第二信號光具有第二偏振方向。
22、優選地，所述環形反射腔，還包括：第二全反鏡、第三全反鏡和第四全反鏡；
23、使所述具有第一偏振方向的所述第一信號光或第二信號光在所述環形反射腔進行循環反射。
24、優選地，所述延時控制單元，還包括：位置調節機構；
25、通過同步改變所述第二全反鏡和所述第三全反鏡的位置，調節所述第一信號光或第二信號光在所述環形反射腔內的光程；
26、或通過同步改變所述第三全反鏡和所述第四全反鏡的位置，調節所述第一信號光或第二信號光在所述環形反射腔內的光程，使合成前的兩束脈沖序列在同一時刻的脈沖峰值與脈沖間隔相對應。
27、優選地，所述時域合束單元，包括：
28、半波片，使所述合成前的兩束信號光的偏振方向正交；
29、第三偏振分光鏡，用于將相鄰兩束具有相同重復頻率的信號光合束。
30、根據本專利技術公開的具體實施方式，本專利技術第二方面提供了一種可實現高重頻非線性頻率轉換的方法，包括：
31、將具有線偏振態的脈沖基頻光進行分束，得到2n組偏振光，其中，每組偏振光均包括兩束偏振方向正交的第一偏振光和第二偏振光，每束偏振光的重復頻率為所述基頻光的重復頻率的1/2n+1，n≥0；
32、利用非線性頻率轉換技術將2n組偏振光轉換為2n組具有相同脈沖序列的信號光，其中，每組所述具有相同脈沖序列的信號光均包括兩束偏振方向相同的第一信號光和第二信號光；
33、調整每組中所述第一信號光或第二信號光的偏振態，以及該束信號光在其所在的延時控制單元內的光程，使同一時刻所述具有1/2n+1重復頻率的第一信號光和第二信號光能夠合束為具有1/2n重復頻率的所述信號光；調節任意一路所述具有1/2n重復頻率的所述信號光所在的延時控制單元內的光程，使相鄰兩路具有所述1/2n重復頻率的信號光能夠合束為具有1/2n-1重復頻率的所述信號光、直至能夠使2n+1?-1路所述信號光合束后的重復頻率與所述基頻光的重復頻率相同；
34、調整所述信號光的偏振方向，使合束前的兩束信號光的偏振方向正交，使產生的2n+1組所述信號光合束，得到與所述基頻光的重復頻率相同的信號光。
35、本專利技術公開的上述方案與現有技術相比，至少具有以下有益效果：
36、本專利技術利用電光調制器和偏振分光鏡，將高重頻基頻光分成多束低重頻脈沖，然后分別注入非線性晶體，產生非線性轉換的波長后再通過具有延時光路的時域合束系統進行等時間間距合束，從而本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，所述非線性頻率轉換系統，包括：
3.根據權利要求2所述的可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，所述時域合束系統包括：2n+1-1個延時控制單元和2n+1?-1個時域合束單元；
4.根據權利要求1所述的可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，所述時域分束系統，包括：
5.根據權利要求1所述的可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，所述非線性頻率轉換系統為基于二階非線性光學效應進行的非線性頻率轉換；
6.根據權利要求2所述的可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，所述延時控制單元，包括：
7.根據權利要求6所述的可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，所述環形反射腔，還包括：第二全反鏡、第三全反鏡和第四全反鏡；
8.根據權利要求7所述的可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，所述延時控制單元，還包括：位置調節機構；
9.根
10.一種可實現高重頻非線性頻率轉換方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，所述非線性頻率轉換系統，包括：
3.根據權利要求2所述的可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，所述時域合束系統包括：2n+1-1個延時控制單元和2n+1?-1個時域合束單元；
4.根據權利要求1所述的可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，所述時域分束系統，包括：
5.根據權利要求1所述的可實現高重頻非線性頻率轉換的裝置，其特征在于，所述非線性頻率轉換系統為基于二階非線性光學效應進...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳飛，張新，陳毅，孫俊杰，于晶華，張逸文，樊皎玉，韓仁杰，
申請(專利權)人：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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