一種全波段可調的高度集成飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及螺旋液晶的特定排列的獲得以及飛秒激光脈沖能量放大等技術領域，具體而言是一種高度集成飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器，其特征在于，包括液晶對（1）、1/4波片（2）和線偏振轉換器（3），所述1/4波片（2）位于液晶對（1）入光方向，所述線偏振轉換器（3）位于液晶對出光方向；所述液晶對（1）包括兩塊平行設置的液晶（11），所述液晶（11）包括互相平行的兩片玻璃或石英（111）組成的液晶盒子和排列于液晶盒子內的螺旋液晶（112），所述螺旋液晶（112）的旋轉軸與玻璃或石英（111）所在的平面相互垂直，與玻璃或石英（111）相互接觸的螺旋液晶具有平行取向，并且兩塊液晶（11）相對于入射脈沖其色散性完全相反；所述1/4波片（2）的中心波長位于液晶對色散性相反的位置；所述線偏振轉換器（3）是具有將圓偏振光轉換為線偏振光能力的光學元件。
【專利說明】
一種全波段可調的高度集成飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器
技術領域
[0001]本發明涉及螺旋液晶的特定排列的獲得以及飛秒激光脈沖能量放大等技術領域，具體而言是一種高度集成飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器。
【背景技術】
[0002]飛秒脈沖激光振蕩器直接輸出的平均功率一般只有幾毫瓦到幾百毫瓦，這么低的功率往往不能滿足許多實際的需要。而飛秒激光脈沖由于它極高的峰值功率，不能像連續激光和一般的脈沖激光那樣直接放大，因為在放大過程中，高的光強會產生各種非線性效應，影響激光脈沖質量。目前最常用方法是采用啁啾脈沖放大技術(Chirped PulseAmplificat1n-CPA)，首先使用色散元件使脈沖產生一定的啁啾，然后再通過放大器吸取足夠的能量，最后激光脈沖再由一個能提供相反色散的壓縮器將脈沖壓縮到原來的脈寬量級。由此可見，一個啁啾脈沖放大系統應由振蕩器、展寬器、放大器和壓縮器組成。對于傳統的展寬/壓縮器，例如光纖，由于色散系數小，要實現高展寬/壓縮比，往往體積比較大。而對于光柵對，要實現色散性相匹配則需要非常精細的調節，給操作帶來不便。
【發明內容】
[0003]本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種全波段可調的高度集成飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器。
[0004]為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下:
一種全波段可調的高度集成飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器，其特征在于，包括液晶對、1/4波片和線偏振轉換器，所述1/4波片位于液晶對入光方向，所述線偏振轉換器位于液晶對出光方向；
所述液晶對包括兩塊平行設置的液晶，所述液晶包括互相平行的兩片玻璃或石英組成的液晶盒子和排列于液晶盒子內的螺旋液晶，所述螺旋液晶的旋轉軸與玻璃或石英所在的平面相互垂直，與玻璃或石英相互接觸的螺旋液晶具有平行取向，并且兩塊液晶相對于入射脈沖其色散性完全相反；
所述1/4波片的中心波長位于液晶對色散性相反的位置；
所述線偏振轉換器是具有將圓偏振光轉換為線偏振光能力的光學元件。
[0005]進一步的，所述螺旋液晶由純液晶和手性劑構成，其中手性劑和純液晶的重量比為15-35%。
[0006]進一步的，所述玻璃或石英表面設有一層聚合物薄層，所述聚合物薄層形成有凹槽，凹槽的刻線與薄層直接接觸的液晶分子長軸平行。
[0007]進一步的，組成的液晶盒子的兩塊玻璃或者石英的間隔不少于100個螺旋周期的長度，液晶的調制深度為0.15-0.35。調制深度指的是光纖光柵折射率調制深度，即液晶中最大折射率與最小折射率之差，單位為I。
[0008]與現有技術相比，本發明技術方案的有益效果是:
本發明采用螺旋液晶對，1/4波片以及線偏振光轉換器等便于集成的元器件實習脈沖的展寬/壓縮，展寬壓縮器即液晶對色散性完全對稱，極大地簡化了啁啾脈沖放大的裝置，并且便于調節。極大地提升了該結構和便攜式啁啾脈沖放大系統的集成性能，更加便捷的提升飛秒脈沖峰值功率，為通信、微加工、高能物理等研究和生產領域服務。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的高集成度飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器的裝置示意圖。
[0010]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制;為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸;對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的；相同或相似的標號對應相同或相似的部件;附圖中描述位置關系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案做進一步的說明。
[0012]實施例1
如圖1所示，一種全波段可調的高度集成飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器，包括液晶對1、1/4波片2和線偏振轉換器3，所述1/4波片2位于液晶對I入光方向，所述線偏振轉換器3位于液晶對出光方向；所述液晶對I包括兩塊平行設置的液晶11，所述液晶11包括互相平行的兩片玻璃或石英111組成的液晶盒子和排列于液晶盒子內的螺旋液晶112，所述螺旋液晶112的旋轉軸與玻璃或石英111所在的平面相互垂直，與玻璃或石英111相互接觸的螺旋液晶具有平行取向，并且兩塊液晶11相對于入射脈沖其色散性完全相反；所述1/4波片2的中心波長位于液晶對色散性相反的位置;所述線偏振轉換器3是具有將圓偏振光轉換為線偏振光能力的光學元件。
[0013]所述螺旋液晶由純液晶和手性劑構成，其中手性劑和純液晶的重量比為15-35%。
[0014]玻璃或石英表面設有一層聚合物薄層，所述聚合物薄層形成有凹槽，凹槽的刻線與薄層直接接觸的液晶分子長軸平行。
[0015]組成的液晶盒子的兩塊玻璃或者石英的間隔不少于100個螺旋周期的長度，液晶的調制深度為0.15-0.35。調制深度指的是光纖光柵折射率調制深度，即液晶中最大折射率與最小折射率之差，單位為I。
[0016]中心波長在螺旋液晶對色散性相反位置的線偏振初始脈沖激光在經過1/4波片后，轉換成手性和螺旋液晶相同的圓偏振光。根據選擇性定則，螺旋液晶只對手性相同的圓偏振光有作用。圓偏振光進入第一塊螺旋液晶，脈沖會得到明顯展寬(10f s-2.2ps，一般可以達到20到30倍)，展寬后的脈沖進入第二塊螺旋液晶會得到明顯壓縮(幾乎能夠壓縮到和初始入射脈沖一樣的脈寬)。入射前和出射的脈沖頻譜幾乎無變化。
[0017]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種全波段可調的高度集成飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器，其特征在于，包括液晶對(1)、1/4波片(2)和線偏振轉換器(3)，所述1/4波片(2)位于液晶對(I)入光方向，所述線偏振轉換器(3)位于液晶對出光方向； 所述液晶對(I)包括兩塊平行設置的液晶(U)，所述液晶(11)包括互相平行的兩片玻璃或石英(111)組成的液晶盒子和排列于液晶盒子內的螺旋液晶(112)，所述螺旋液晶(112)的旋轉軸與玻璃或石英(111)所在的平面相互垂直，與玻璃或石英(111)相互接觸的螺旋液晶具有平行取向，并且兩塊液晶(11)相對于入射脈沖其色散性完全相反； 所述1/4波片(2)的中心波長位于液晶對色散性相反的位置； 所述線偏振轉換器(3)是具有將圓偏振光轉換為線偏振光能力的光學元件。2.根據權利要求1所述的全波段可調的高度集成飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器，其特征在于，所述螺旋液晶由純液晶和手性劑構成，其中手性劑和純液晶的重量比為15-35%。3.根據權利要求1所述的全波段可調的高度集成飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器，其特征在于，所述玻璃或石英表面設有一層聚合物薄層，所述聚合物薄層形成有凹槽，凹槽的刻線與薄層直接接觸的液晶分子長軸平行。4.根據權利要求1所述的全波段可調的高度集成飛秒脈沖啁啾脈沖放大展寬/壓縮器，其特征在于，組成的液晶盒子的兩塊玻璃或者石英的間隔不少于100個螺旋周期的長度，液晶的調制深度為0.15-0.35。
【文檔編號】H01S3/10GK105826807SQ201610314908
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】吳悠, 周建英, 劉憶琨, 文錦輝
【申請人】中山大學