[发明专利]借助于衍射元件的用于超短激光脉冲的空间重组的系统

权利要求书

1.一种用于脉冲激光束的空间重组的系统，所述脉冲激光束具有以λ₀为中心的相同波长，并从N个同步的光源k产生，其中k从1变化至N，N为大于1的整数，所述系统具有光轴，并且包括：

-具有焦长f₂的傅里叶透镜(23)，其具有预定的物平面和预定的像平面，激光束在物平面(平面A)中展现出在λ₀具有间隔P_A的周期性空间结构，

-重组衍射光学元件(1)，其具有周期性相位轮廓，N个光束旨在通过傅里叶透镜(23)根据入射角度θ_2k而被引导至所述重组衍射光学元件上，这些入射角度从一个光束至下一光束而不同，且根据重组衍射光学元件的周期而确定，

其特征在于，光源能够发射持续时间小于10^-12s的脉冲，并且在于，所述系统包括：

-N个补偿衍射光学元件，其具有周期性光栅、入射角度θ_1k以及光栅间隔Λ_1k，其中，每个光源具有一个补偿衍射光学元件(211)，入射角度θ_1k从一个光束至下一光束而不同，以及光栅间隔Λ_1k在相邻补偿衍射光学元件之间不同，

-透镜阵列(22)，其中每个光源具有一个透镜(221)，所述透镜阵列具有预定的物平面和预定的像平面，与傅里叶透镜(23)形成具有预定放大率γ的双-傅里叶变换设置，所述双-傅里叶变换设置能够将每个补偿衍射光学元件(211)成像在重组衍射光学元件(1)上，补偿衍射光学元件位于透镜阵列(22)的物平面，重组衍射光学元件(1)位于傅里叶透镜(23)的像平面，透镜阵列(22)的像平面与傅里叶透镜(23)的物平面重合，

并且在于，对于每个补偿衍射光学元件(211)，在补偿衍射光学元件上的光束的入射角度θ_1k、补偿衍射光学元件在光轴上的倾斜角度Θ_k以及补偿衍射光学元件的光栅的间隔Λ_1k，根据组合衍射光学元件(1)的间隔P_A、k、λ₀、放大率γ、焦长f₂以及周期而确定。

2.根据权利要求1所述的空间重组的系统，其特征在于，补偿衍射光学元件(211)的倾斜角度Θ_k为零，并且在于，补偿衍射光学元件位于同一平面中。

3.根据权利要求2所述的空间重组的系统，其特征在于，对于每个补偿衍射光学元件(211)，光束的入射角度θ_1k使得：

γ.tan(k P_A/f₂)＝sin(θ_1k)。

4.根据权利要求2所述的空间重组的系统，其特征在于，对于每个补偿衍射光学元件(211)，光束的入射角度θ_1k使得：

γ.tan(k P_A/f₂)(1+tan(k P_A/f₂)²)＝sin(θ_1k)。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的空间重组的系统，其特征在于，所述光源根据一维或二维空间结构而设置。

6.根据权利要求5所述的空间重组的系统，其特征在于，从激光源产生的光束具有同一个出射面，所述系统包括另一个傅里叶透镜，所述另一个傅里叶透镜具有激光源的出射面所位于的物平面。

7.根据权利要求1至4中的一项所述的空间重组的系统，其特征在于，N>100。

8.根据权利要求1至4中的一项所述的空间重组的系统，其特征在于，补偿衍射光学元件的光栅为闪耀光栅。