[发明专利]一种双开关脉冲的飞秒光克尔门及其实现方法

权利要求书

1.一种双开关脉冲的飞秒光克尔门，包括飞秒激光器(1)，在飞秒激光器(1)的发射光路上设有第一分束片(3)，第一分束片(3)将光路分成探测光路和开关光路，其特征在于：其中探测光路上依次设有第二衰减片(14)、第二凸透镜(15)、起偏器(16)、光克尔介质(17)、检偏器(18)、第三凸透镜(19)和探测器(20)，使探测光被双开关光的光克尔门选通；起偏器(16)的偏振方向与探测光路中的飞秒探测脉冲光的偏振方向相同，检偏器(18)的偏振方向与飞秒探测脉冲光的偏振方向垂直，开关光路上依次设有用于调节开关脉冲的光程的第一光学延时线(4)和用于将开关光分成两束的第二分束片(7)；第一束开关光经过第三衰减片(22)、第二半波片(23)，将其偏振方向调整为与探测光偏振方向呈30°～60°，再经过第四凸透镜(24)，到达光克尔介质(17)；第二束开关光经过用于调整光强度的第一衰减片(8)、用于调节第二束开关脉冲光程的第二光学延时线(9)，经过第一半波片(11)，将其偏振方向调整为和第一个开关脉冲偏振方向垂直，再经过第一凸透镜(12)，到达光克尔介质(17)，且两束飞秒开关脉冲光入射到光克尔介质(17)内部的空间位置与飞秒探测脉冲光在光克尔介质(17)内部的空间位置重合。

2.根据权利要求1所述的双开关脉冲光飞秒光克尔门，其特征在于：分开的两束开关脉冲之间存在时间延迟，调整范围-1000fs～1000fs，其相对延迟时间通过第二光学延时线(9)进行调节，两个门的开关脉冲强度比值由第一衰减片(8)和第三衰减片(22)进行调节。

3.根据权利要求1所述的双开关脉冲光飞秒光克尔门，其特征在于：第一开关脉冲的偏振方向调整为与探测光偏振方向呈45°，第二开关脉冲的偏振方向与第一开关脉冲偏振方向垂直。

4.根据权利要求1或2所述的双开关脉冲光飞秒光克尔门，其特征在于：

所述的飞秒激光器(1)为含有放大器的飞秒激光系统；

所述的第一分束片(3)和第二分束片(7)的分束比为1:(1～4)；

所述的第一、第二和第三衰减片(8)、(14)、(22)为中性衰减片，包括固定光学密度的中性衰减片或者可变中性密度衰减片；

所述的第一半波片(11)和第二半波片(23)为零级半波片，其材质为石英材质或BK玻璃。

5.根据权利要求1所述的双开关脉冲光飞秒光克尔门，其特征在于：所述的第一光学延时线(4)和第二光学延时线(9)由电脑控制的精密步进移动平台和放置在精密步进移动平台上的两个相互垂直的反射镜构成，两个相互垂直的反射镜对飞秒开关脉冲光进行后向反射；精密步进移动平台对飞秒开关脉冲光的光程的进行调整，调整精度为1.5～15微米，第一光学延时线(4)和第二光学延时线(9)的最小光程改变量为10～100fs。

6.根据权利要求1所述的双开关脉冲光飞秒光克尔门，其特征在于：所述的起偏器(16)和检偏器(18)为棱镜偏振器或消光比大于10⁴:1的薄膜偏振器；其中棱镜偏振器包括尼科尔棱镜偏振器、格兰泰勒棱镜偏振器或渥拉斯顿棱镜偏振器。

7.根据权利要求1中所述的双开关脉冲飞秒光克尔门，其特征在于：所使用的光克尔介质(17)为三阶非线性光学材料。

8.根据权利要求1或7所述的双开关脉冲飞秒光克尔门，其特征在于：所述的光克尔介质(17)包括二硫化碳、硝基苯、四氯化碳、苯、NMP非完全电子响应的光克尔介质。