[發明專利]兩路激光脈沖同步裝置

無效

• 申請號: 00127832.0
• 申請日: 2000-12-08
• 公開（公告）號: CN1297267A
• 公開（公告）日: 2001-05-30
• 發明（設計）人: 楊曉東;徐至展;張正泉;彭家暉;王建安;冷雨欣;金石琦;陸海鶴;印定軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/098;H01S3/00;G02F1/35
• 代理公司: 上海華東專利事務所
• 代理人: 李蘭英

本發明是一種兩路激光脈沖同步裝置，主要用于高重復頻率鎖模激光脈沖與調Q激光脈沖的精確同步。

光學參量放大(以下簡稱OPA)技術是目前產生寬帶可調諧飛秒激光脈沖的重要手段，該項研究目前都是用同一臺飛秒振蕩器輸出的激光脈沖經分束后作為泵浦光的信號源和光學參量放大(OPA)的信號源(參見在先技術[1]，OpticsCommunications,88(1992),437-440；在先技術[2],Optics?Letters,Vol.23,No.16(1998),1283-1285)。這種結構，可以很容易解決OPA信號光與泵浦光的同步問題，但是泵浦光則要從價格昂貴的再生放大器獲得，而且泵浦光的能量往往只能達到毫焦耳量級的水平。光學參量啁啾脈沖放大(以下簡稱為OPCPA)技術是國際上近年來剛提出的產生超短超強激光脈沖的新技術，它是以飛秒啁啾激光脈沖作為信號光，以納秒級高功率激光脈沖作為泵浦源，利用OPCPA放大技術獲得峰值功率達到10¹²W(TW)甚至10¹⁵W(PW)的激光脈沖輸出，從而創造極端超強超快光場條件。OPCPA放大過程最簡單、最廉價的泵浦源就是調Q放大的、脈沖寬度為5～6ns的激光器。由于OPA與OPCPA過程只在泵浦脈沖期間有放大效應，所以要求信號光與泵浦光之間的同步精度與抖動(jitter)必須小于lns。但是，在傳統的激光放大裝置中，激光同步電源的各級輸出之間的同步精度和抖動一般都只能達到μs量級(參見在先技術[3]，《16路激光延時同步觸發裝置使用說明書》，中國科學院上海光學精密機械研究所激光電源研制組，一九九九年十二月)，但由于激光放大介質的上能級壽命均在幾μs到上百μs，所以，對激光輸出的穩定性不會產生明顯的影響。但是如果以該激光同步電源來同步OPA或OPCPA中的飛秒鎖模激光器與調Q激光器，那么得到的兩個激光器的輸出脈沖的同步精度和抖動都將在μs量級。因此，必須要能夠提供一種新的同步裝置，使飛秒鎖模激光脈沖與調Q激光脈沖之間的同步精度達到＜1ns，就能夠將調Q激光器成功地應用于上述OPA與OPCPA的研究領域中。

本發明的目的是為了克服上述在先技術的不足，提供一種兩路激光脈沖同步裝置，在調Q激光脈沖與飛秒激光脈沖獲得到高同步精度(＜1ns)和極低時間抖動(＜1ns)的同時，使兩個脈沖的同步時間間隔能任意調節。在實際應用中將極為方便可靠。

本發明的同步裝置如圖1所示。包括：將激光器1發射的激光束分成兩束光的分光板2，由分光板2分出的一束光射入到普克爾盒內的電光晶體3上，分出的另一束光射入到光電探測器10上。光電探測器10的輸出連接到含有信號同步模塊901和高壓發生模塊902的選脈沖驅動器(9)中信號同步模塊(901)的射頻輸入端，同時信號同步模塊901的觸發輸入端連接有信號發生器11。選脈沖驅動器9中的信號同步模塊901的輸出端同時連接有單路信號延時器8和兩路信號延時器7。單路信號延時器8的輸出端與選脈沖驅動器9中的高壓發生模塊(902)的輸入端相連，高壓發生模塊902的輸出端連接到普克爾盒內電光晶體3的開關上。兩路信號延時器7上有第一路輸出端701和第二路輸出端702。通常的情況下，在使用時，第一路輸出端701連接到調Q激光器5激光電源6中的閃光燈觸發模塊601上。第二路輸出端702與調Q激光器5激光電源6中的調Q觸發模塊602相連。

所說的選脈沖驅動器9中所含的信號同步模塊901是一塊普通的時間同步線路板。選脈沖驅動器9中的高壓發生模塊902是一塊能夠產生高于3500伏(＞3.5kV)的普通高壓發生線路板。(市面可以買到的產品)

所說的光電探測器10是光電二極管，或是光電倍增管，或是硅光電池等。

所說的信號發生器11是能夠產生低于1kHz重復頻率的電脈沖信號的普通信號發生器。