[发明专利]基于两段准相位匹配晶体的飞秒脉冲压缩器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种基于两段准相位匹配晶体的飞秒脉冲压缩器。

背景技术

飞秒激光具有持续时间特别短、瞬时功率非常高的特点，拓展了飞秒化学、飞秒生物、量子调制和相干光谱等研究领域。

固态飞秒激光技术日益成熟，目前已经应用到很多领域。外部压缩技术是通过对现有的激光脉冲输出进行压缩整形和再生放大，能够获得更短的飞秒甚至亚飞秒脉冲。现有的可行压缩技术包括以下几种：(1)基于色散递减光纤(Dispersion Decreasing Fiber，DDF)实现的绝热压缩，虽然该技术在输入功率不高的情况下就可以获得没有明显底座的压缩脉冲，但是该技术的压缩比小，所需DDF较长(在几十千米以上)；(2)利用光纤及光栅对组合实现的压缩，虽然可获得微米级波长飞秒级脉宽的光脉冲压缩，但其缺点在于产生的较大的脉冲峰值功率会破坏光纤本身；(3)以超连续白光作为信号光，在BBO晶体中采用宽带非共线光参量放大的方式获得周期量级脉冲，以及～1uJ的能量，但应用非常有限；(4)周期QPM压缩，压缩后的脉冲带有明显的底座，能量传输时振荡较大。

以上压缩方法的的主要缺点是能量传输振荡大，引起压缩后的脉冲存在明显底座，而且实验装置复杂。

发明内容

针对以上压缩方法中存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于两段准相位匹配晶体的飞秒脉冲压缩器，经其压缩后的脉冲无明显底座。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于两段准相位匹配晶体的飞秒脉冲压缩器，所述两段准相位匹配的结构包括第一段晶体、第二段晶体和π/2相位调整晶体，其特征在于所述第一段晶体的长度比所述第二段晶体的长度短；所述π/2相位调整晶体位于所述第一段晶体和所述第二段晶体中间；所述π/2相位调整晶体的长度是所述第一段晶体畴周期的一半。

上述第一段晶体中波矢失配量Δk＝0，其输出脉冲的相位差与上述第一段晶体的长度和入射强度都无关。

上述第一段晶体输出脉冲的相位差调整是通过π/2相位调整晶体实现的。

上述第二段晶体的输出端满足近相位匹配。

本发明的工作原理：

在第一段晶体中，基频光和倍频光较好地满足理想相位匹配原理，二者的耦合方程为

∂E1∂z=i12k··1∂2E1∂η2-iωdcn1E2E1*exp(-iΔkz)|Δk=0---(1)]]>