[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN114069368A - 含有固态薄片组的激光光源装置及测量系统 - Google Patents

含有固态薄片组的激光光源装置及测量系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114069368A
CN114069368A CN202010759882.5A CN202010759882A CN114069368A CN 114069368 A CN114069368 A CN 114069368A CN 202010759882 A CN202010759882 A CN 202010759882A CN 114069368 A CN114069368 A CN 114069368A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
laser beam
pulse
measurement system
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010759882.5A
Other languages
English (en)
Inventor
杨尚达
卢志轩
郭展佑
林兆阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202010759882.5A priority Critical patent/CN114069368A/zh
Publication of CN114069368A publication Critical patent/CN114069368A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6402—Atomic fluorescence; Laser induced fluorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0057—Temporal shaping, e.g. pulse compression, frequency chirping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0071—Beam steering, e.g. whereby a mirror outside the cavity is present to change the beam direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0085—Modulating the output, i.e. the laser beam is modulated outside the laser cavity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

一种含有固态薄片组的激光光源装置及测量系统，其中激光光源装置用以提供光束路径以产生第一激光光束及第二激光光束，激光光源装置于光束路径上包含激光产生器、至少一展频单元及脉冲分光器。激光产生器用以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束。展频单元配置于激光产生器的后级，展频单元包含固态薄片组，固态薄片组包含多个固态薄片，固态薄片沿光束路径依序配置。脉冲分光器配置于激光产生器的后级，脉冲分光器用以将原始激光光束分成第一激光光束及第二激光光束。借此，第一激光光束及第二激光光束具有短脉冲、高重复率、高亮度及超连续频谱的特性。

Description

含有固态薄片组的激光光源装置及测量系统
技术领域
本发明涉及一种激光光源装置及测量系统，且特别涉及含有固态薄片组的激光光源装置及测量系统。
背景技术
超快光谱学(Ultrafast Spectroscopy)为新颖材料测量和基础科学分析的重要工具，在光谱学的现有技术中，需依据帮浦(Pump)光束(即激发光束)及探测(Probe)光束分别所需的特性，使用二组不同的光学设备或元件以分别建立帮浦光束及探测光束的光束路径。举例而言，帮浦光束大多使用波长转换装置，例如二倍频、三倍频、光参数放大器(Optical Parametric Amplifier，简称OPA)、光参数振荡器等，而探测光束则是利用聚焦至块材晶体产生超连续频谱。
然而，现有技术中应用上述科技的激光光源装置仍有其他尚须改善的问题。举例而言，较快速的增益介质(Gain Medium)的吸收波段无法使用二极管激光直接帮浦发光，目前仍然仰赖固态激光加上二倍频模块的技术帮浦，代价是出光平均功率受限于十瓦左右、脉冲重复率约在数千赫兹(kHz)，致使讯杂比因光通量不足而下降，测量时间因重复率低落而拉长，不利大多数应用进行。再者，超快光谱学帮浦光束需要提供可调制中心波长范围的短脉冲，目前最为广泛使用的波长转换装置为光参数放大器，但可支援的波长一般约仅数十纳米(nm)，且在切换所需波长时还需要精准地调整晶体角度来满足相位匹配条件，导致系统对于光路和波束指向性十分敏感，需要专家长期频繁维护，且不利使用者迅速切换波长，亦不利跨领域应用。另一方面，将超短脉冲聚焦至块材晶体虽然能通过高强度非线性效应产生超连续频谱作为超快光谱学的探测光束，但由于空间克尔效应导致光束有自聚焦特性，而使得光的功率密度会随着传递距离增加而升高，终至毁损块材晶体，故其输入的脉冲能量上限受制于块材晶体的损坏阈值，进而限制可输出的超连续频谱脉冲能量和测量讯杂比。
简而言之，由于超快光谱信号微弱，必须经过多次脉冲测量之后才能提升讯杂比，而测量次数基本上正比于激光重复率，因而往往造成测量时间过长的问题。再者，激光系统的稳定度亦与时间成反比，例如测量时间越长噪声越高，因此除了过长的测量时间，也产生更严重的噪声问题。
根据上述，当今超快光谱学的市场上亟需开发一种具有窄脉冲及高频宽特性，并同时能够有效改善低重复率及光源亮度问题，且能降低其光束路径的配置复杂度的激光光源装置及测量系统。
发明内容
本发明提供一种激光光源装置及测量系统，通过其激光产生器、固态薄片组及脉冲分光器的配置，从而由激光光源装置出射的第一激光光束及第二激光光束具有短脉冲、高重复率、高亮度及超连续频谱的特性，有助于进一步广泛地应用在不同领域。
依据本发明一实施方式提供一种激光光源装置，用以提供光束路径以产生第一激光光束及第二激光光束，激光光源装置于光束路径上包含激光产生器、至少一展频单元及脉冲分光器。激光产生器用以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束。展频单元配置于激光产生器的后级，展频单元包含固态薄片组，固态薄片组包含多个固态薄片，固态薄片沿光束路径依序配置。脉冲分光器配置于激光产生器的后级，脉冲分光器用以将原始激光光束分成第一激光光束及第二激光光束。借此，由激光光源装置出射的第一激光光束及第二激光光束具有短脉冲、高重复率、高亮度及超连续频谱的特性，有助于进一步广泛地应用在不同领域。
根据前述实施方式的激光光源装置，其中展频单元沿光束路径可依序包含固态薄片组及色散补偿器。
根据前述实施方式的激光光源装置，其中色散补偿器可为啁啾镜。
根据前述实施方式的激光光源装置，其中激光光源装置于光束路径上可还包含波长转换器，其配置于激光产生器的后级。
根据前述实施方式的激光光源装置，其中脉冲分光器可为面反射器、干涉仪或分束器，波长转换器可为二次谐频产生器。
根据前述实施方式的激光光源装置，其中所述至少一展频单元的数量可为至少二，所述至少二展频单元沿光束路径依序配置。
根据前述实施方式的激光光源装置，其中脉冲分光器可配置于展频单元及波长转换器的后级。
根据前述实施方式的激光光源装置，其中展频单元、脉冲分光器及波长转换器可依序配置于激光产生器的后级，波长转换器用以转换第一激光光束的频谱及第二激光光束的频谱中至少一者。
根据前述实施方式的激光光源装置，其中激光光源装置可用以供第一激光光束的终端的脉冲持续时间及第二激光光束的终端的脉冲持续时间皆小于300fs。
通过前述实施方式的激光光源装置，有助于降低激光光源装置中光束路径的配置复杂度。
依据本发明另一实施方式提供一种测量系统，用以提供光束路径以产生第一激光光束及第二激光光束，第一激光光束及第二激光光束中至少一者用以入射待测物，测量系统于光束路径上包含激光产生器、至少一展频单元、脉冲分光器及待测物位置。激光产生器用以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束。展频单元配置于激光产生器的后级，展频单元包含固态薄片组，固态薄片组包含多个固态薄片，固态薄片沿光束路径依序配置。脉冲分光器配置于激光产生器的后级，脉冲分光器用以将原始激光光束分成第一激光光束及第二激光光束。待测物位置配置于展频单元及脉冲分光器的后级，待测物位置供待测物设置。借此，测量系统提供的高重复率特性可有效缩短测量时间。
根据前述实施方式的测量系统，其中展频单元沿光束路径可依序包含固态薄片组及色散补偿器。
根据前述实施方式的测量系统，其中所述至少一展频单元的数量可为至少二，所述至少二展频单元沿光束路径依序配置。测量系统于光束路径上可还包含波长转换器，其配置于激光产生器的后级。
根据前述实施方式的测量系统，其中脉冲分光器可配置于展频单元及波长转换器的后级。
根据前述实施方式的测量系统，其中展频单元、脉冲分光器及波长转换器可依序配置于激光产生器的后级，波长转换器用以转换第一激光光束的频谱及第二激光光束的频谱中至少一者。
根据前述实施方式的测量系统，其中测量系统可用以供第一激光光束及第二激光光束中所述至少一者入射待测物时的脉冲持续时间小于300fs。
根据前述实施方式的测量系统，其中第一激光光束可用以入射并将待测物激发至激发态。
根据前述实施方式的测量系统，其中测量系统于光束路径上可还包含光谱仪，其配置于待测物位置的后级。
根据前述实施方式的测量系统，其中第二激光光束可用以入射并通过待测物，第二激光光束入射待测物的时间相对于第一激光光束入射待测物的时间的延迟时间大于-100ps且小于10ms。
根据前述实施方式的测量系统，其中第一激光光束用以使待测物发出荧光光束，测量系统于光束路径上还包含上转换晶体，其配置于待测物位置的后级，荧光光束及第二激光光束用以入射上转换晶体，且荧光光束的一部分于通过上转换晶体后转换为上转换荧光信号。
根据前述实施方式的测量系统，其中测量系统可为待测物的材料测量系统或光致发光测量系统。
通过前述实施方式的测量系统，有助测量系统应用于光谱测量。
附图说明
图1A示出本发明第一实施例的激光光源装置的方框图；
图1B示出第一实施例的激光光源装置的另一方框图；
图1C示出第一实施例的激光光源装置的再一方框图；
图1D示出第一实施例的激光光源装置的频谱图；
图2示出本发明第二实施例的激光光源装置的方框图；
图3示出本发明第三实施例的激光光源装置的方框图；
图4示出本发明第四实施例的激光光源装置的方框图；
图5示出本发明第五实施例的激光光源装置的方框图；
图6A示出本发明第六实施例的测量系统的方框图；
图6B示出第六实施例的测量系统的配置示意图；
图6C示出第六实施例的测量系统的测量结果示意图；
图6D示出第六实施例的测量系统的另一测量结果示意图；
图7A示出本发明第七实施例的测量系统的方框图；以及
图7B示出第七实施例的测量系统的配置示意图。
附图标记说明：
6000,7000：测量系统
100,200,300,400,500：激光光源装置
130,230,330,430,530：激光产生器
140,143,240,340,440,540,543：展频单元
150,153,250,350,450,550,553：固态薄片组
155,555：固态薄片
160,163,260,360,460,560,563：色散补偿器
170,270,370,470,570：波长转换器
180,280,380,480,580：脉冲分光器
101,102,103,104,501,502,503,504：凸透镜
191,192,193,591,592：平面镜
6300,7300：待测物位置
6221：光源调制器
7001：凸透镜
6991,6992,6993,6994,6995,6996,6997,7991,7992,7993,7994,7995,7996,7997,7998：平面镜
6441,6442,7441,7442,7443：凹面镜
7700：上转换晶体
6800,7800：棱镜
6900,7900：光检测器
10,20,30,40,50：原始激光光束
11,21,31,41,51：第一激光光束
12,22,32,42,52：第二激光光束
56：荧光光束
57：上转换荧光信号
63,73：待测物
具体实施方式
以下将参照附图说明本发明的多个实施例。为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示。
图1A示出本发明第一实施例的激光光源装置100的方框图，亦为激光光源装置100产生第一激光光束11及第二激光光束12的示意图。由图1A可知，激光光源装置100用以提供光束路径(图未标号)以产生第一激光光束11及第二激光光束12，激光光源装置100于光束路径上包含激光产生器130、展频单元140及脉冲分光器(Pulse Splitter)180。
激光产生器130用以产生脉冲持续时间(Pulse Duration)小于1ps(picosecond，皮秒)的原始激光光束10。展频单元140配置于激光产生器130的后级，展频单元140包含固态薄片组(Multiple Plate Continuum，简称MPC，即多重固态薄片)150，固态薄片组150包含多个固态薄片155并用以扩展频谱，固态薄片155以普鲁斯特角沿光束路径(即沿光束传播方向)依序配置(即串联配置)，亦可参见图6B所示。脉冲分光器180配置于激光产生器130的后级，脉冲分光器180用以将原始激光光束10分成第一激光光束11及第二激光光束12。借此，选用适当的激光产生器130可产生小于1ps高重复率的原始激光光束10，通过固态薄片组150的固态展频机制可产生超连续频谱，从而由激光光源装置100出射的第一激光光束11及第二激光光束12具有短脉冲、高重复率、高亮度及超连续频谱的特性，即具有良好光源品质，有助于进一步广泛地应用在不同领域。再者，激光光源装置100避免了使用二组不同的光学设备或元件以分别建立二个激光光束的配置复杂度，故具有简单、精巧、经济的特性。此外，激光产生器130可用以产生脉冲持续时间小于500fs(femtosecond，飞秒)的原始激光光束10。依据本发明的其他激光光源装置中(图未示出)，激光光源装置可用以提供光束路径以产生至少三道激光光束(即第一激光光束、第二激光光束、第三激光光束或更多激光光束)。
第一实施例中，激光产生器130通过掺镱(Yb)的增益介质产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束10，并放大其能量密度(Energy Density)或强度(Intensity)，有助第一激光光束11及第二激光光束12达到较高的平均功率，故可支援数十千赫兹至百万赫兹重复率的脉冲炼，且产生的高光通量能大幅增加讯杂比并缩短测量时间，以创造高平均瓦数、高重复率，且可轻易快速调制工作波长的超快光谱学测量技术平台。此外，依据本发明的激光光源装置中激光产生器亦可通过光纤激光(Fiber Laser)、钛蓝宝石激光(Ti:sapphireLaser)、含有钬(Ho)的增益介质以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束，且不以此为限。
再者，固态薄片组超连续频谱产生技术立基于固态展频机制，为了解决现有技术中使用单一块材展频遭遇的自聚焦损坏问题，故将数块厚度约在十微米(micrometer)至数毫米(mm)的固态薄片(即晶体)设置于脉冲输入的光路上，固态薄片间隔根据初始条件的不同约为数毫米至数公分(cm)。固态薄片组可以保存块材晶体展频机制在低输入脉冲能量需求和高输出光束同调性的优势，同时让自聚焦现象的焦点落在固态薄片外，待激光光束在固态薄片外因绕射扩大至不会损毁固态薄片时再打入下一片固态薄片进行串联展频，经过数片固态薄片后即可产生达数百纳米的宽频超连续频谱。固态薄片组产生的脉冲能量可自数微焦耳(micro-Joule)至数毫焦耳(mJ)，且具有时域可压缩性，即具有较高的时间分辨率。固态薄片组的架构简便，不须专精的使用者频繁的维护，可轻易快速切换波段，且对于波束指向性不敏感，因此适于长时间测量。
图1B示出第一实施例的激光光源装置100较具体的另一方框图，由图1B可知，展频单元140沿光束路径可依序包含固态薄片组150及色散补偿器(Dispersion Compensator)160，固态薄片组150及色散补偿器160用于脉冲压缩(Pulse Compression)，即缩短脉冲持续时间。借此，有助将通过色散补偿器160的第一激光光束11及第二激光光束12的脉冲持续时间压缩至数周期量级，搭配固态薄片组150及色散补偿器160可缩短脉冲持续时间以增加时域上分辨率，并具有宽脉冲频宽及有利于产生非线性效应。
激光光源装置100于光束路径上可还包含波长转换器(Wavelength Converter)170，其配置于激光产生器130的后级，波长转换器170用以转换频谱。借此，通过波长转换器170有助将第一激光光束11及第二激光光束12中至少一者的频谱中的一特定波长转换为1/2倍频或差频(不以此为限)，且仍维持连续频谱。
脉冲分光器180可为面反射器(Surface Reflector)、干涉仪(Interferometer)或分束器(Beam Splitter)，波长转换器170可为二次谐频产生器(Second HarmonicGenerator，简称SHG)。借此，可避免相位精准匹配的工程难度，有助于降低激光光源装置100中光束路径的配置复杂度。第一实施例中，脉冲分光器180具体上为面反射器，波长转换器170具体上为二次谐频产生器。此外，依据本发明的激光光源装置中脉冲分光器亦可为空间光调制器(Spatial Light Modulator，简称SLM)或双折射晶体(BirefringenceCrystal)，波长转换器亦可为光参数放大器、和频产生器(Sum Frequency Generator，简称SFG)、差频产生器(Difference Frequency Generator，简称DFG)或应用拉曼散射(RamanScattering)的元件。
图1C示出第一实施例的激光光源装置100更具体的另一方框图，由图1C可知，第一实施例的激光光源装置100的展频单元的数量可为至少二，展频单元具体上为展频单元140、143，即激光光源装置100的展频单元的数量具体上为二个，且展频单元140、143沿光束路径依序配置。借此，通过多个展频单元(例如展频单元140、143)沿光束路径依序配置，有助逐步实现激光光束的更小脉冲持续时间及更宽更均匀的频谱。依据本发明的其他实施例中(图未示出)，激光光源装置的展频单元的数量具体上可为一个，或是激光光源装置的展频单元的数量具体上可为至少三个，且所述至少三个展频单元沿光束路径依序配置。
图1D示出第一实施例的激光光源装置100的频谱图，其横坐标为波长，纵坐标为强度。举例而言，图1D中的数据曲线分别表示由激光产生器130、展频单元140、143出射的原始激光光束10于各波长的强度。由图1D可知，原始激光光束10由展频单元140出射相较于由激光产生器130出射有明显较宽的频谱，且当原始激光光束10再通过展频单元143(即第二个展频单元)后有更宽更均匀的频谱。
由图1C可知，脉冲分光器180可配置于展频单元140、143及波长转换器170的后级。借此，有助于以较低复杂度的光束路径及其上的设备或元件，使第一激光光束11及第二激光光束12具有相近的波段。
第一实施例中，由图1C可知，激光光源装置100沿光束路径依序包含激光产生器130、展频单元140、143、波长转换器170及脉冲分光器180。展频单元140沿光束路径依序包含固态薄片组150及色散补偿器160，展频单元143沿光束路径依序包含固态薄片组153及色散补偿器163，固态薄片组150、153中各者皆包含多个固态薄片155并用以扩展频谱，固态薄片组150、153中各者的固态薄片155以普鲁斯特角沿光束路径依序配置。原始激光光束10于通过脉冲分光器180之后分成第一激光光束11及第二激光光束12。再者，应可理解原始激光光束10、第一激光光束11及第二激光光束12中各者通过光束路径上不同的光学元件后的光学特性(例如脉冲持续时间、频谱、强度等)可能不同。
色散补偿器160、163中各者可为啁啾镜(Chirped Mirror)。借此，有助于降低激光光源装置100中光束路径的配置复杂度。第一实施例中，色散补偿器160、163中各者具体上为啁啾镜。此外，依据本发明的激光光源装置中色散补偿器亦可为棱镜、光栅(Grating)或可补偿相位的色散材料(Dispersion Material)。
激光光源装置100可用以供第一激光光束11的终端的脉冲持续时间及第二激光光束12的终端的脉冲持续时间皆小于300fs，或激光光源装置100的压缩系数(CompressionFactor)可大于3，其中压缩系数是激光产生器130提供的脉冲持续时间与第一激光光束11及第二激光光束12的终端的脉冲持续时间的比值。借此，有助以较低复杂度的激光光源装置100提供短脉冲及超连续频谱的应用。再者，激光光源装置100可用以供第一激光光束11的终端的脉冲持续时间及第二激光光束12的终端的脉冲持续时间中至少一者小于100fs，即激光光源装置100的压缩系数大于10。
图2示出本发明第二实施例的激光光源装置200的方框图，亦为激光光源装置200产生第一激光光束21及第二激光光束22的示意图。由图2可知，激光光源装置200用以提供光束路径(图未标号)以产生第一激光光束21及第二激光光束22，激光光源装置200于光束路径上包含激光产生器230、展频单元240及脉冲分光器280。
激光产生器230用以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束20，展频单元240配置于激光产生器230的后级。展频单元240包含固态薄片组250，固态薄片组250包含多个固态薄片并用以扩展频谱，固态薄片沿光束路径依序配置。脉冲分光器280配置于激光产生器230的后级，脉冲分光器280用以将原始激光光束20分成第一激光光束21及第二激光光束22。
第二实施例中，展频单元240沿光束路径依序包含固态薄片组250及色散补偿器260。激光光源装置200于光束路径上还包含波长转换器270，其配置于激光产生器230的后级，波长转换器270用以转换频谱。
具体而言，激光光源装置200沿光束路径依序包含激光产生器230、脉冲分光器280、展频单元240及波长转换器270。原始激光光束20于通过脉冲分光器280之后分成第一激光光束21及第二激光光束22，第一激光光束21及第二激光光束22中至少一者再依序通过展频单元240及波长转换器270，且展频单元240沿光束路径依序包含固态薄片组250及色散补偿器260。再者，应可理解激光光源装置200的展频单元240的数量可为至少二，所述至少二展频单元沿光束路径依序配置，且原始激光光束20、第一激光光束21及第二激光光束22中各者通过光束路径上不同的光学元件后的光学特性可能不同。
第二实施例中，激光产生器230通过掺镱的增益介质以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束20，脉冲分光器280为面反射器，色散补偿器260为啁啾镜，波长转换器270为二次谐频产生器。
激光光源装置200用以供第一激光光束21的终端的脉冲持续时间及第二激光光束22的终端的脉冲持续时间中至少一者小于300fs。
图3示出本发明第三实施例的激光光源装置300的方框图，亦为激光光源装置300产生第一激光光束31及第二激光光束32的示意图。由图3可知，激光光源装置300用以提供光束路径(图未标号)以产生第一激光光束31及第二激光光束32，激光光源装置300于光束路径上包含激光产生器330、展频单元340及脉冲分光器380。
激光产生器330用以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束30，展频单元340配置于激光产生器330的后级。展频单元340包含固态薄片组350，固态薄片组350包含多个固态薄片并用以扩展频谱，固态薄片沿光束路径依序配置。脉冲分光器380配置于激光产生器330的后级，脉冲分光器380用以将原始激光光束30分成第一激光光束31及第二激光光束32。
第三实施例中，展频单元340沿光束路径依序包含固态薄片组350及色散补偿器360。激光光源装置300于光束路径上还包含波长转换器370，其配置于激光产生器330的后级，波长转换器370用以转换频谱。脉冲分光器380配置于展频单元340及波长转换器370的后级。
具体而言，激光光源装置300沿光束路径依序包含激光产生器330、波长转换器370、展频单元340及脉冲分光器380。展频单元340沿光束路径依序包含固态薄片组350及色散补偿器360，原始激光光束30于通过脉冲分光器380之后分成第一激光光束31及第二激光光束32。再者，应可理解激光光源装置300的展频单元340的数量可为至少二，所述至少二展频单元沿光束路径依序配置，且原始激光光束30、第一激光光束31及第二激光光束32中各者通过光束路径上不同的光学元件后的光学特性可能不同。
第三实施例中，激光产生器330通过掺镱的增益介质以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束30，脉冲分光器380为面反射器，色散补偿器360为啁啾镜，波长转换器370为二次谐频产生器。
激光光源装置300用以供第一激光光束31的终端的脉冲持续时间及第二激光光束32的终端的脉冲持续时间中至少一者小于300fs。
图4示出本发明第四实施例的激光光源装置400的方框图，亦为激光光源装置400产生第一激光光束41及第二激光光束42的示意图。由图4可知，激光光源装置400用以提供光束路径(图未标号)以产生第一激光光束41及第二激光光束42，激光光源装置400于光束路径上包含激光产生器430、展频单元440及脉冲分光器480。
激光产生器430用以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束40，展频单元440配置于激光产生器430的后级。展频单元440包含固态薄片组450，固态薄片组450包含多个固态薄片并用以扩展频谱，固态薄片以普鲁斯特角沿光束路径依序配置。脉冲分光器480配置于激光产生器430的后级，脉冲分光器480用以将原始激光光束40分成第一激光光束41及第二激光光束42。
第四实施例中，展频单元440沿光束路径依序包含固态薄片组450及色散补偿器460。激光光源装置400于光束路径上还包含波长转换器470，其配置于激光产生器430的后级，波长转换器470用以转换频谱。
具体而言，激光光源装置400沿光束路径依序包含激光产生器430、脉冲分光器480、波长转换器470及展频单元440。原始激光光束40于通过脉冲分光器480之后分成第一激光光束41及第二激光光束42，第一激光光束41及第二激光光束42中至少一者再依序通过波长转换器470及展频单元440，且展频单元440沿光束路径依序包含固态薄片组450及色散补偿器460。再者，应可理解激光光源装置400的展频单元440的数量可为至少二，所述至少二展频单元沿光束路径依序配置，且原始激光光束40、第一激光光束41及第二激光光束42中各者通过光束路径上不同的光学元件后的光学特性可能不同。
第四实施例中，激光产生器430通过掺镱的增益介质以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束40，脉冲分光器480为面反射器，色散补偿器460为啁啾镜，波长转换器470为二次谐频产生器。
激光光源装置400用以供第一激光光束41的终端的脉冲持续时间及第二激光光束42的终端的脉冲持续时间中至少一者小于300fs。
图5示出本发明第五实施例的激光光源装置500的方框图，亦为激光光源装置500产生第一激光光束51及第二激光光束52的示意图。由图5可知，激光光源装置500用以提供光束路径(图未标号)以产生第一激光光束51及第二激光光束52，激光光源装置500于光束路径上包含激光产生器530、展频单元540、543及脉冲分光器580。
激光产生器530用以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束50，展频单元540、543沿光束路径依序配置于激光产生器530的后级。展频单元540包含固态薄片组550，固态薄片组550包含多个固态薄片555并用以扩展频谱，固态薄片555沿光束路径依序配置，亦可参见图7B所示。展频单元543包含固态薄片组553，固态薄片组553包含多个固态薄片555并用以扩展频谱，固态薄片555沿光束路径依序配置，亦可参见图7B所示。脉冲分光器580配置于激光产生器530的后级，脉冲分光器580用以将原始激光光束50分成第一激光光束51及第二激光光束52。
第五实施例中，展频单元540沿光束路径依序包含固态薄片组550及色散补偿器560，展频单元543沿光束路径依序包含固态薄片组553及色散补偿器563。借此，搭配固态薄片组550及色散补偿器560，并进一步搭配固态薄片组553及色散补偿器563，有助缩短脉冲持续时间以增加时域上分辨率，当激光光源装置500应用于成像相关技术(例如光致发光技术)，有助提升时间分辨率，进一步提升整体检测灵敏度。结合显微技术和超快技术同时达到空间和时间的高分辨率，此一现有技术对于灵敏度的要求更高，必须要使用高重复率的超快激光系统，然而传统现有技术的高重复率系统无法同时满足高脉冲强度以及超短脉冲持续时间，而依据本发明的激光光源装置500中展频单元540、543搭配高重复率的激光产生器530可以有效解决此问题。
激光光源装置500于光束路径上还包含波长转换器570，其配置于激光产生器530的后级，波长转换器570用以转换频谱。
展频单元540、543、脉冲分光器580及波长转换器570依序配置于激光产生器530的后级，波长转换器570用以转换第一激光光束51的频谱及第二激光光束52的频谱中至少一者。借此，有助于以较低复杂度的光束路径及其上的设备或元件，使第一激光光束51及第二激光光束52各具有不同的所需波段。
具体而言，激光光源装置500沿光束路径依序包含激光产生器530、展频单元540、543、脉冲分光器580及波长转换器570。展频单元540沿光束路径依序包含固态薄片组550及色散补偿器560，展频单元543沿光束路径依序包含固态薄片组553及色散补偿器563，原始激光光束50于通过脉冲分光器580之后分成第一激光光束51及第二激光光束52，第一激光光束51及第二激光光束52中至少一者再通过波长转换器570。再者，应可理解原始激光光束50、第一激光光束51及第二激光光束52中各者通过光束路径上不同的光学元件后的光学特性可能不同。依据本发明的其他实施例中(图未示出)，激光光源装置沿光束路径依序包含激光产生器、展频单元、脉冲分光器及波长转换器，其中展频单元的数量具体上可为一个，或是展频单元的数量具体上可为至少三个，且所述至少三个展频单元沿光束路径依序配置。
第五实施例中，激光产生器530通过掺镱的增益介质以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束50，脉冲分光器580为面反射器，色散补偿器560、563中各者为啁啾镜，波长转换器570为二次谐频产生器。
激光光源装置500用以供第一激光光束51的终端的脉冲持续时间及第二激光光束52的终端的脉冲持续时间中至少一者小于300fs。
图6A示出本发明第六实施例的测量系统6000的方框图，图6B示出第六实施例的测量系统6000的配置示意图。由图6A及图6B可知，测量系统6000用以提供光束路径(图未标号)以产生第一激光光束11及第二激光光束12，第一激光光束11及第二激光光束12中至少一者用以入射待测物63，测量系统6000于光束路径上包含激光产生器130、展频单元140、143、脉冲分光器180及待测物位置6300。具体而言，测量系统6000于光束路径上依序包含前述第一实施例的激光光源装置100及待测物位置6300，关于激光光源装置100的细节可参见前述第一实施例的内容。
激光产生器130用以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束10，展频单元140、143沿光束路径依序配置于激光产生器130的后级。展频单元140包含固态薄片组150，固态薄片组150包含多个固态薄片155并用以扩展频谱，固态薄片155以普鲁斯特角沿光束路径依序配置。展频单元143包含固态薄片组153，固态薄片组153包含多个固态薄片155并用以扩展频谱，固态薄片155以普鲁斯特角沿光束路径依序配置。脉冲分光器180配置于激光产生器130的后级，脉冲分光器180用以将原始激光光束10分成第一激光光束11及第二激光光束12。待测物位置6300配置于展频单元140、143及脉冲分光器180的后级，待测物位置6300供待测物63设置。借此，测量系统6000提供的高重复率特性可有效缩短测量时间，并有助提升高速及高重复率测量的讯噪比(信噪比)，进一步增加测量系统6000的稳定度，且越快的测量速度有助在短时间内取得大量数据进行平均来增加信号品质。此外，光学测量技术的讯噪比的极限受限于量子声噪，即讯噪比正比于光子数的0.5次方，因而增加光源亮度可以有效增加测量灵敏度，且高亮度光源有利于进行大面积或是多个待测物或样品同时测量。此外，激光产生器130可用以产生脉冲持续时间小于500fs的原始激光光束10。依据本发明的其他测量系统中(图未示出)，测量系统可用以提供光束路径以产生至少三道激光光束(即第一激光光束、第二激光光束、第三激光光束或更多激光光束)。
详细而言，展频单元140沿光束路径依序包含固态薄片组150及色散补偿器160，展频单元143沿光束路径依序包含固态薄片组153及色散补偿器163。测量系统6000的展频单元的数量为至少二，展频单元具体上为展频单元140、143，即测量系统6000的展频单元的数量具体上为二个，且展频单元140、143沿光束路径依序配置。测量系统6000于光束路径上还包含波长转换器170，其配置于激光产生器130的后级，波长转换器170用以转换频谱。脉冲分光器180配置于展频单元140、143及波长转换器170的后级。
测量系统6000可用以供第一激光光束11及第二激光光束12中所述至少一者入射待测物63时的脉冲持续时间小于300fs。借此，具有较低复杂度的测量系统6000可提供短脉冲及超连续频谱的测量。再者，测量系统6000可用以供第一激光光束11及第二激光光束12中所述至少一者入射待测物63时的脉冲持续时间小于100fs。
第一激光光束11可用以入射并将待测物63激发至激发态。借此，第一激光光束11可作为帮浦激光。
测量系统6000于光束路径上可还包含光谱仪(图未标号)，其配置于待测物位置6300的后级，光谱仪具体上可包含棱镜6800及光检测器6900。借此，有助测量系统6000应用于光谱测量。
第二激光光束12可用以入射并通过待测物63，第二激光光束12入射待测物63的时间相对于第一激光光束11入射待测物63的时间的延迟时间大于-100ps且小于10ms(millisecond，毫秒)。借此，第一激光光束11可作为帮浦激光，第二激光光束12可作为探测激光(Probe Laser)，选用适当的激光产生器130产生高重复率的原始激光光束10，结合展频单元140可轻易调整探测激光的波长，同时具有空间上的线扫描(Line Scan)或全局(Global)扫描，以及快速测量的优点，从而有效避免了现有技术中点光源映射及过长测量时间的问题。依据本发明的其他测量系统中，可作为非线性光学成像的测量系统，例如同调拉曼光谱(Coherent Raman Spectroscopy)，激发拉曼散射显微镜(Stimulated RamanScattering Microscopy)、激发发射显微镜(Stimulated Emission Microscopy)或帮浦探测显微镜(Pump-Probe Microscopy)，且不以此为限。再者，第二激光光束12入射待测物63的时间相对于第一激光光束11入射待测物63的时间的延迟时间可大于0s且小于10ms。
测量系统6000为待测物63的材料测量系统。借此，测量系统6000可用以测量材料在不同波长的光学特性，超快激光光源的波长及脉冲宽度受限于激光增益介质，需要利用非线性效应拓展光源频宽，而固态薄片组150即具有高效波长转换非线性光学的特性。
第六实施例中，由图6B可知，测量系统6000沿光束路径依序包含激光产生器130、展频单元140、143、波长转换器170、脉冲分光器180及待测物位置6300。展频单元140沿光束路径依序包含固态薄片组150及色散补偿器160，展频单元143沿光束路径依序包含固态薄片组153及色散补偿器163。凸透镜101、102、103、104及平面镜191、192、193可配置于光束路径上的激光产生器130与脉冲分光器180之间，并如图6B所示，但不以此为限。
原始激光光束10于通过脉冲分光器180之后分成第一激光光束11及第二激光光束12。第一激光光束11作为帮浦激光以入射并将待测物63激发至激发态，光源调制器(LightSource Modulator，可为截波器，即Optical Chopper)6221、平面镜6991、6992及凹面镜6441可配置于提供第一激光光束11的光束路径上的脉冲分光器180及待测物位置6300之间，并如图6B所示，但不以此为限。第二激光光束12作为探测激光用以入射并通过待测物63，平面镜6993、6994、6995、6996、6997及凹面镜6442可配置于提供第二激光光束12的光束路径上的脉冲分光器180及待测物位置6300之间，并如图6B所示，但不以此为限。
通过配置使得第二激光光束12的光束路径较第一激光光束11的光束路径为长，从而实现第二激光光束12入射待测物63的时间相对于第一激光光束11入射待测物63的时间的延迟时间大于0s且小于100ps。光谱仪中棱镜6800及光检测器6900依序配置于待测物位置6300的后级，棱镜6800可以光栅替代，光检测器6900具体上可含有感光耦合元件(ChargeCoupled Device)，因此测量系统6000可作为待测物63的材料测量系统，例如先以第一激光光束11将待测物63激发至激发态，接着测量具有连续光谱的第二激光光束12通过待测物63的光谱响应。再者，应可理解原始激光光束10、第一激光光束11及第二激光光束12中各者通过光束路径上不同的光学元件后的光学特性可能不同，并应可理解光谱仪中棱镜6800(或光栅)及光检测器6900可整合为一个仪器，或可分别为二个独立元件。
第六实施例中，激光产生器130通过掺镱的增益介质以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束10，脉冲分光器180为面反射器，色散补偿器160、163中各者为啁啾镜，波长转换器170为二次谐频产生器。
图6C示出第六实施例的测量系统6000的测量结果示意图，图6D示出第六实施例的测量系统6000的另一测量结果示意图，测量系统6000具体上为待测物63的材料测量系统，第一激光光束11作为帮浦激光以将待测物63激发至激发态，第二激光光束12作为探测激光。举例而言，如图6C中的数据曲线所示，第二激光光束12入射待测物63的时间相对于第一激光光束11入射待测物63的时间的延迟时间分别为-1ps、5fs、50fs、500fs及5ps，纵坐标为第二激光光束12通过待测物63之后及之前的强度差值与通过待测物63之前的强度的比值，横坐标为波长，其中延迟时间为-1ps表示第二激光光束12入射待测物63的时间早于第一激光光束11入射待测物63的时间，即待测物63于第二激光光束12入射时尚未被激发至激发态，因此延迟时间为-1ps的数据曲线作为其他数据曲线的参考曲线。
再举例而言，如图6D所示，横坐标为时间，时间0ps表示第二激光光束12通过待测物63的时间，纵坐标为第二激光光束12在所示时间及通过待测物63之前的强度差值与通过待测物63之前的强度的比值，图6D中的数据曲线分别表示第二激光光束12的脉冲频谱中550nm、645nm、750nm及800nm波长成分在时域上的强度。
图7A示出本发明第七实施例的测量系统7000的方框图，图7B示出第七实施例的测量系统7000的配置示意图。由图7A及图7B可知，测量系统7000用以提供光束路径(图未标号)以产生第一激光光束51及第二激光光束52，第一激光光束51及第二激光光束52中至少一者用以入射待测物73，测量系统7000于光束路径上包含激光产生器530、展频单元540、543、脉冲分光器580及待测物位置7300。具体而言，测量系统7000于光束路径上依序包含前述第五实施例的激光光源装置500及待测物位置7300，关于激光光源装置500的细节可参见前述第五实施例的内容。
激光产生器530用以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束50，展频单元540、543沿光束路径依序配置于激光产生器530的后级。展频单元540包含固态薄片组550，固态薄片组550包含多个固态薄片555并用以扩展频谱，固态薄片555沿光束路径依序配置。展频单元543包含固态薄片组553，固态薄片组553包含多个固态薄片555并用以扩展频谱，固态薄片555沿光束路径依序配置。脉冲分光器580配置于激光产生器530的后级，脉冲分光器580用以将原始激光光束50分成第一激光光束51及第二激光光束52。待测物位置7300配置于展频单元540、543及脉冲分光器580的后级，待测物位置7300供待测物73设置。
详细而言，展频单元540沿光束路径依序包含固态薄片组550及色散补偿器560，展频单元543沿光束路径依序包含固态薄片组553及色散补偿器563。测量系统7000于光束路径上还包含波长转换器570，其配置于激光产生器530的后级，波长转换器570用以转换频谱。展频单元540、543、脉冲分光器580及波长转换器570依序配置于激光产生器530的后级，波长转换器570用以转换第一激光光束51的频谱及第二激光光束52的频谱中至少一者，波长转换器570具体上用以转换第一激光光束51的频谱。
测量系统7000用以供第一激光光束51及第二激光光束52中所述至少一者入射待测物73时的脉冲持续时间小于300fs。
第一激光光束51用以入射并将待测物73激发至激发态，即第一激光光束51可作为帮浦激光。测量系统7000于光束路径上还包含光谱仪(图未标号)，其配置于待测物位置7300的后级，光谱仪具体上可包含棱镜7800及光检测器7900。
第一激光光束51用以使待测物73发出荧光光束56，测量系统7000于光束路径上还包含上转换(Up-conversion)晶体7700，其配置于待测物位置7300的后级，荧光光束56及第二激光光束52用以入射上转换晶体7700，且荧光光束56的一部分于通过上转换晶体7700后转换为上转换荧光信号57。借此，测量系统7000可应用于时间解析超快光谱学，使第一激光光束51及第二激光光束52的脉冲可为不同波长，第一激光光束51入射待测物73后使待测物73因其材料本身特性发光(例如荧光)，再通过第二激光光束52的单一波长脉冲激光(即快门)检测待测物73的荧光信号发生的变化。
测量系统7000为待测物73的光致发光测量系统。借此，测量系统7000可使第一激光光束51及第二激光光束52的脉冲可为不同波长，第一激光光束51入射待测物73后使待测物73因其材料本身特性发光(例如荧光)，再通过第二激光光束52的单一波长脉冲激光(即快门)检测待测物73的荧光信号发生的变化。
第七实施例中，由图7B可知，测量系统7000沿光束路径依序包含激光产生器530、展频单元540、543、脉冲分光器580、波长转换器570及待测物位置7300。展频单元540沿光束路径依序包含固态薄片组550及色散补偿器560，展频单元543沿光束路径依序包含固态薄片组553及色散补偿器563。凸透镜501、502、503、504及平面镜591、592可配置于光束路径上的激光产生器530与脉冲分光器580之间，并如图7B所示，但不以此为限。
原始激光光束50于通过脉冲分光器580之后分成第一激光光束51及第二激光光束52，第一激光光束51再依序入射波长转换器570及待测物73。第一激光光束51作为帮浦激光以入射并将待测物73激发至激发态，并使待测物73发出荧光光束56，荧光光束56入射上转换晶体7700，凸透镜7001、平面镜7991、7992及凹面镜7441、7442可配置于提供第一激光光束51的光束路径上的脉冲分光器580及上转换晶体7700之间，并如图7B所示，但不以此为限。第二激光光束52用以入射上转换晶体7700，平面镜7993、7994、7995、7996、7997、7998及凹面镜7443可配置于提供第二激光光束52的光束路径上的脉冲分光器580及上转换晶体7700之间，并如图7B所示，但不以此为限。
第七实施例中，可通过配置使得第二激光光束52的光束路径与第一激光光束51的光束路径本质上等长，从而实现第二激光光束52入射上转换晶体7700的时间相对于第一激光光束51入射上转换晶体7700的时间的延迟时间本质上为0s，且荧光光束56的一部分于通过上转换晶体7700后转换为上转换荧光信号57。光谱仪中棱镜7800及光检测器7900依序配置于上转换晶体7700的后级，棱镜7800可以光栅替代，光检测器7900具体上可含有感光耦合元件，光检测器7900亦可用以测量上转换荧光信号57随时间的变化，因此测量系统7000可作为待测物73的光致发光测量系统。再者，应可理解原始激光光束50、第一激光光束51及第二激光光束52中各者通过光束路径上不同的光学元件后的光学特性可能不同。
第七实施例中，激光产生器530通过掺镱的增益介质以产生脉冲持续时间小于1ps的原始激光光束50，脉冲分光器580为面反射器，色散补偿器560、563中各者为啁啾镜，波长转换器570为二次谐频产生器。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种激光光源装置，其特征在于，用以提供一光束路径以产生一第一激光光束及一第二激光光束，该激光光源装置于该光束路径上包含：
一激光产生器，用以产生脉冲持续时间小于1ps的一原始激光光束；
至少一展频单元，配置于该激光产生器的后级，该展频单元包含一固态薄片组，该固态薄片组包含多个固态薄片，所述多个固态薄片沿该光束路径依序配置；以及
一脉冲分光器，配置于该激光产生器的后级，该脉冲分光器用以将该原始激光光束分成该第一激光光束及该第二激光光束。
2.如权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于，该展频单元沿该光束路径依序包含该固态薄片组及一色散补偿器。
3.如权利要求2所述的激光光源装置，其特征在于，该色散补偿器为一啁啾镜。
4.如权利要求2所述的激光光源装置，其特征在于，该激光光源装置于该光束路径上还包含：
一波长转换器，配置于该激光产生器的后级。
5.如权利要求4所述的激光光源装置，其特征在于，该脉冲分光器为一面反射器、一干涉仪或一分束器，该波长转换器为一二次谐频产生器。
6.如权利要求4所述的激光光源装置，其特征在于，该至少一展频单元的数量为至少二，该至少二展频单元沿该光束路径依序配置。
7.如权利要求6所述的激光光源装置，其特征在于，该脉冲分光器配置于该至少一展频单元及该波长转换器的后级。
8.如权利要求6所述的激光光源装置，其特征在于，该至少一展频单元、该脉冲分光器及该波长转换器依序配置于该激光产生器的后级，该波长转换器用以转换该第一激光光束的频谱及该第二激光光束的频谱中至少一者。
9.如权利要求1所述的激光光源装置，其特征在于，该激光光源装置用以供该第一激光光束的终端的脉冲持续时间及该第二激光光束的终端的脉冲持续时间皆小于300fs。
10.一种测量系统，其特征在于，用以提供一光束路径以产生一第一激光光束及一第二激光光束，该第一激光光束及该第二激光光束中至少一者用以入射一待测物，该测量系统于该光束路径上包含：
一激光产生器，用以产生脉冲持续时间小于1ps的一原始激光光束；
至少一展频单元，配置于该激光产生器的后级，该展频单元包含一固态薄片组，该固态薄片组包含多个固态薄片，所述多个固态薄片沿该光束路径依序配置；
一脉冲分光器，配置于该激光产生器的后级，该脉冲分光器用以将该原始激光光束分成该第一激光光束及该第二激光光束；以及
一待测物位置，配置于该至少一展频单元及该脉冲分光器的后级，该待测物位置供该待测物设置。
11.如权利要求10所述的测量系统，其特征在于，该展频单元沿该光束路径依序包含该固态薄片组及一色散补偿器。
12.如权利要求11所述的测量系统，其特征在于，该至少一展频单元的数量为至少二，该至少二展频单元沿该光束路径依序配置，该测量系统于该光束路径上还包含：
一波长转换器，配置于该激光产生器的后级。
13.如权利要求12所述的测量系统，其特征在于，该脉冲分光器配置于该至少一展频单元及该波长转换器的后级。
14.如权利要求12所述的测量系统，其特征在于，该至少一展频单元、该脉冲分光器及该波长转换器依序配置于该激光产生器的后级，该波长转换器用以转换该第一激光光束的频谱及该第二激光光束的频谱中至少一者。
15.如权利要求10所述的测量系统，其特征在于，该测量系统用以供该第一激光光束及该第二激光光束中该至少一者入射该待测物时的脉冲持续时间小于300fs。
16.如权利要求10所述的测量系统，其特征在于，该第一激光光束用以入射并将该待测物激发至激发态。
17.如权利要求16所述的测量系统，其特征在于，该测量系统于该光束路径上还包含：
一光谱仪，配置于该待测物位置的后级。
18.如权利要求16所述的测量系统，其特征在于，该第二激光光束用以入射并通过该待测物，该第二激光光束入射该待测物的时间相对于该第一激光光束入射该待测物的时间的一延迟时间大于-100ps且小于10ms。
19.如权利要求16所述的测量系统，其特征在于，该第一激光光束用以使该待测物发出一荧光光束，该测量系统于该光束路径上还包含：
一上转换晶体，配置于该待测物位置的后级，该荧光光束及该第二激光光束用以入射该上转换晶体，且该荧光光束的一部分于通过该上转换晶体后转换为一上转换荧光信号。
20.如权利要求16所述的测量系统，其特征在于，该测量系统为该待测物的一材料测量系统或一光致发光测量系统。
CN202010759882.5A 2020-07-31 2020-07-31 含有固态薄片组的激光光源装置及测量系统 Pending CN114069368A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010759882.5A CN114069368A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 含有固态薄片组的激光光源装置及测量系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010759882.5A CN114069368A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 含有固态薄片组的激光光源装置及测量系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114069368A true CN114069368A (zh) 2022-02-18

Family

ID=80227658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010759882.5A Pending CN114069368A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 含有固态薄片组的激光光源装置及测量系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114069368A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4035080A (en) * 1974-08-31 1977-07-12 Nippon Kogaku K.K. Apparatus of spectroscopy of scattering light
US5451785A (en) * 1994-03-18 1995-09-19 Sri International Upconverting and time-gated two-dimensional infrared transillumination imaging
US8253937B2 (en) * 2008-11-28 2012-08-28 Leica Microsystems Cms Gmbh Optical evaluation method by means of laser pulses and corresponding apparatus
TW201622280A (zh) * 2014-12-09 2016-06-16 國立清華大學 連續光譜產生裝置及其組裝方法
CN106405973A (zh) * 2016-09-08 2017-02-15 中国科学院物理研究所 一种超连续相干光源
US20170082909A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Academia Sinica Supercontinuum Generation Apparatus and Method
CN110190500A (zh) * 2019-04-24 2019-08-30 华中科技大学 一种用于窄带飞秒激光器的光参量放大方法及装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4035080A (en) * 1974-08-31 1977-07-12 Nippon Kogaku K.K. Apparatus of spectroscopy of scattering light
US5451785A (en) * 1994-03-18 1995-09-19 Sri International Upconverting and time-gated two-dimensional infrared transillumination imaging
US8253937B2 (en) * 2008-11-28 2012-08-28 Leica Microsystems Cms Gmbh Optical evaluation method by means of laser pulses and corresponding apparatus
TW201622280A (zh) * 2014-12-09 2016-06-16 國立清華大學 連續光譜產生裝置及其組裝方法
US20170082909A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Academia Sinica Supercontinuum Generation Apparatus and Method
CN106405973A (zh) * 2016-09-08 2017-02-15 中国科学院物理研究所 一种超连续相干光源
CN110190500A (zh) * 2019-04-24 2019-08-30 华中科技大学 一种用于窄带飞秒激光器的光参量放大方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3546917B2 (ja) 超短光パルスの伝達装置、発生装置および伝達方法
US8675699B2 (en) Laser pulse synthesis system
JP3390755B2 (ja) 波長可変短パルス光発生装置及び方法
Hirasawa et al. Sensitivity improvement of spectral phase interferometry for direct electric-field reconstruction for the characterization of low-intensity femtosecond pulses
US8416416B2 (en) Measuring method for SPR and system thereof
JP2000214506A (ja) 放射光線源及び撮像システム
US11143558B2 (en) Method and system for measuring transient time width of ultrashort pulse
WO2023029471A1 (zh) 一种多模态非线性显微成像系统
CN109060150B (zh) 基于光谱干涉的超短脉冲时间宽度测量装置和方法
TWI738448B (zh) 含有固態薄片組的雷射光源裝置及量測系統
US11604139B2 (en) Real-time multidimensional terahertz imaging system and method
US20140240702A1 (en) Laser based apparatus, methods and applications
US11933730B2 (en) Light source
CN110596073B (zh) 一种全反射式飞秒受激拉曼光谱仪
Tokizaki et al. Application of chirped pulses to the measurement of ultrashort phase relaxation time in a semiconductor-doped glass
JP3816306B2 (ja) 超高速時間分解蛍光分光方法
CN114069368A (zh) 含有固态薄片组的激光光源装置及测量系统
CN114361925B (zh) 一种基于荧光调制采样的激光脉冲特性测量装置及方法
CN116907660A (zh) 测量和控制超快激光脉冲啁啾的设备和方法
Li et al. Multimodal coherent anti-stokes Raman scattering microscopy with a supercontinuum all-fiber laser
WO2023243052A1 (ja) 光源
JP2723201B2 (ja) 光学応答速度測定器
Stark et al. Ultrafast near-field optical probing
TWI420170B (zh) 用於寬頻雷射之偏振調變裝置及其雷射系統
Gao et al. Waveguide-based optical parametric oscillator for coherent anti-Stokes Raman scattering

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20220218