專利名稱：基于等腰直角三角棱鏡的激光線寬壓窄擴束方法和系統的制作方法
基于等腰直角三角棱鏡的激光線寬壓窄擴束方法和系統技術領域
本發明屬于激光技術領域，具體涉及一種基于等腰直角三角棱鏡的激光線寬壓窄擴束方法和系統。
背景技術：
在特定波長處的窄帶寬激光輸出具有很大的應用。為了滿足具有光譜控制要求和窄帶激光輸出的應用需求，需要通過特殊的線寬壓窄光譜控制措施來對激光器自由振蕩產生的自然光譜進行壓窄，同時進行高精度的波長選擇。
棱鏡組擴束結合光柵分光的光譜控制方法是目前使用較廣的線寬壓窄結構。棱鏡擴束組以棱鏡色散特性為基礎對光束尺寸進行一維展寬。棱鏡組具有光學元件加工方便、 結構簡單、光路校準簡單等優點，同時同球面鏡、柱面鏡、反射鏡等擴束元件相比，棱鏡組結構受元件間的間隔變化影響較小。經棱鏡組擴束后的光束傳輸至光柵進行高精度分光，利用高分辨率光柵的色散分光特性結合光路控制形成針對入射激光光譜的波長選擇及帶寬壓窄。
棱鏡組是激光線寬壓窄模塊中用于擴束的最常使用的方法，擴束棱鏡組作為線寬壓窄模塊的關鍵部件，是獲得窄帶激光線寬的重要元件。棱鏡組起到對入射至光柵之前的光束進行一維展寬作用，同時棱鏡的色散特性對入射的光譜也具有一定的發散功能，從而為后續光柵進行分光提供前提準備。線寬壓窄帶寬表達式為
權利要求
1.一種激光線寬壓窄擴束方法，用于對激光進行線寬壓窄和擴束，其特征在于 使用單個棱鏡或棱鏡組對激光進行擴束，所述單個棱鏡和組成棱鏡組的棱鏡均為等腰直角三棱鏡。
2.如權利要求I所述的激光線寬壓窄擴束方法，其特征在于，使用棱鏡組對激光進行擴束，該棱鏡組由依次級聯的多個等腰直角三棱鏡構成，且激光光束依次通過所述級聯的多個等腰直角三棱鏡以進行擴束。
3.如權利要求2所述的激光線寬壓窄擴束方法，其特征在于，所述棱鏡組由N個級聯的棱鏡組成，N為自然數且大于或等于2，其組合方式為 沿光束入射方向的前M個棱鏡的頂角朝向一致，且該M個棱鏡按照相同的光束偏折方向依次擺放，其中M為自然數且小于或等于N-I ； 沿光束入射方向的后N-M個棱鏡的頂角朝向與前M個棱鏡相反，且該N-M個棱鏡按照與前M個棱鏡相反的光束偏折方向依次擺放。
4.如權利要求2所述的激光線寬壓窄擴束方法，其特征在于，組成所述棱鏡組的所有三棱鏡的頂角均朝向一致，光束經過所有三棱鏡的偏折方向一致。
5.一種激光線寬壓窄擴束系統，包括光束擴束裝置和光柵，所述光束擴束裝置用于對激光進行擴束，所述光柵用于對激光進行中心波長的選擇，從而實現線寬壓窄，其特征在于， 所述光束擴束裝置由單個棱鏡或棱鏡組構成，所述單個棱鏡和組成棱鏡組的棱鏡均為等腰直角三棱鏡。
6.如權利要求5所述的激光線寬壓窄擴束系統，其特征在于，所述光束擴束裝置由棱鏡組構成，棱鏡組由依次級聯的多個等腰直角三棱鏡構成，且激光光束依次通過所述級聯的多個等腰直角三棱鏡以進行擴束。
7.如權利要求6所述的激光線寬壓窄擴束系統，其特征在于，所述激光光束從所述棱鏡組的每個棱鏡的斜邊所在面入射后，從其中一個直角邊出射。
8.如權利要求7所述的激光線寬壓窄擴束系統，其特征在于，所述棱鏡組由N個級聯的棱鏡組成，N為自然數且大于或等于2，其組合方式為 沿光束入射方向的前M個棱鏡的頂角朝向一致，且該M個棱鏡按照相同的光束偏折方向依次擺放，其中M為自然數且小于或等于N-I ； 沿光束入射方向的后N-M個棱鏡的頂角朝向與前M個棱鏡相反，且該N-M個棱鏡按照與前M個棱鏡相反的光束偏折方向依次擺放。
9.如權利要求7所述的激光線寬壓窄擴束系統，其特征在于，組成所述棱鏡組的所有三棱鏡的頂角均朝向一致，光束經過所有三棱鏡的偏折方向一致。
全文摘要
本發明公開了一種激光線寬壓窄擴束方法和系統，系統包括光束擴束裝置和光柵，光束擴束裝置用于對激光進行一維擴束，光柵用于對激光進行中心波長的選擇，從而實現線寬壓窄。光束擴束裝置由單個棱鏡或棱鏡組構成，所述單個棱鏡和組成棱鏡組的棱鏡均為等腰直角三棱鏡。本發明具有結構簡單、加工精度高、對光束傳輸波前影響小的優點，通過對棱鏡入射角度和棱鏡組元件數目的選擇實現不同的激光光束擴束倍率，獲得所需窄譜帶激光線寬。
文檔編號G02B27/09GK102981278SQ20121055380
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者李慧, 趙江山, 單耀瑩, 沙鵬飛, 宋興亮, 蔡茜瑋, 彭卓君, 范元媛, 張立佳, 鮑洋, 周翊, 王宇 申請人:中國科學院光電研究院