[發明專利]用于啁啾脈沖放大光譜整形的介質膜結構反射鏡

無效

• 申請號: 200710049516.5
• 申請日: 2007-07-13
• 公開（公告）號: CN101140332A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 李銘;張彬;戴亞平;范正修;王韜;黃偉
• 申請（專利權）人: 四川大學;上海激光等離子體研究所
• 主分類號: G02B5/08
• 分類號: G02B5/08;H01S3/00
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司
• 代理人: 劉雙蘭;嚴禮華

技術領域

本發明涉及一種介質膜反射鏡，特別涉及一種用于高功率激光啁啾脈沖放大進行調制光譜整形的多層介質膜結構的新型反射鏡。

背景技術

在ICF慣性約束核聚變研究中，其物理實驗對高功率激光輸出的脈沖參數要求非常苛刻，而且在神光II千焦拍瓦高功率放大系統設計中，人們所關心的問題是調制相應的脈沖時空特性和光譜特性，其中對啁啾脈沖進行調制光譜整形，目的主要是盡量消除啁啾脈沖放大中增益窄化效益和增益飽和效應的影響。如文獻：

張彬，呂百達，“多級和多程脈沖激光放大器的逆問題”，《中國激光》，1997，24(6)，495-500；王韜，范滇元，“高功率激光放大器脈沖的整形設計”，《強激光與粒子數》，1999，11(2)，139-142；黃小軍，魏曉峰，彭翰生等，“百太瓦級超短脈沖激光裝置研制”，2004，四川光電子學會議。

同樣由上述文獻可知國際通用方法主要存在以下缺點：1、在再生放大器中加入可調諧空氣隙標準具來調整光譜，但這種調整較復雜，而且在神光II千焦拍瓦高功率放大系統中用光參量啁啾脈沖放大技術(OPCPA)替代了再生放大器，因而不適用。2、使信號光源中心波長藍移，相對于增益介質中心波長藍移，并且使長波長方向有較長的脈沖沿，直接調整光譜。但是這種方法對超過太瓦級的系統不實用。3、長波長注入法，使增益窄化效益來補償飽和效應的影響，但這種方法又影響到系統的穩定性。4、采用可編程聲光色散濾波器(AOPDF)，雖然能提供較大的增益補償能力和較大的色散補償范圍。如中國工程物理研究院在國內首次引進并成功用于星光百太瓦裝置。如文獻：[黃小軍，魏曉峰，彭翰生等，“百太瓦級超短脈沖激光裝置研制”，2004，四川光電子學會議。]。但是AOPDF的色分辨率僅能用于鈦寶石這樣的寬帶啁啾脈沖系統，對于釹玻璃系統不適用。對釹玻璃等系統紅外或近紅外波長的作用效率較高的，目前較成熟的，就只有多層介質薄膜。同時應用多層介質薄膜具有獨特的優點：如加工工藝相對成熟，有較高反射調制度和有較高的能量損傷閾值。同時注意到在大能量高功率條件下，透射介質或投射式選擇薄膜調制均不適用，如朱鵬飛，楊鏡新，薛紹林，李美榮，林尊琪，“超短脈沖的光譜整形”，《中國激光》，30，12，2003，1075：1078文獻所述。因此，設計一種高功率啁啾脈沖放大光譜整形用的多層介質膜結構的新型反射鏡，這正是本發明的任務所在。

發明內容

本發明的目的是要提供一種用于高功率激光啁啾脈沖放大進行調制光譜整形的多層介質膜結構的新型反射鏡。該反射鏡可以插入到放大器鏈路的任何地方，其整形光譜色散分辨本領可以達一埃，幅度調制在保證相位不變的條件下超過60％，可用于拍瓦(PW)裝置上；特別是能夠克服國際通用方法要么是對超過太瓦的系統不實用、要么是對于釹玻璃系統等窄帶系統不適用的調制反射光強結構的反射鏡；本發明反射鏡不僅可用于慣性約束聚變(ICF)激光驅動器追求研制高功率固體激光器的光譜整形；而且還可以用于一般的窄帶光譜整形；光譜調制；以及反射光強結構調制。本發明提供的多層介質膜結構反射鏡實際上亦是一種微鏡調制器。

為實現本發明的目的，本發明采用由以下措施構成的技術方案來完成：

本發明用于高功率激光啁啾脈沖放大進行調制光譜整形的多層介質膜結構反射鏡，包括透明基板，設置在透明基板上的高反射膜系，微浮雕結構，外層保護層；高反射膜系為由高折射率膜層與低折射率膜層相互交替組成的多層介質膜系，高反射膜系的高折射率膜層與低折射率膜層均與微浮雕結構緊密搭界。

本發明上述方案中，所述用于高功率啁啾脈沖放大光譜整形的介質膜結構反射鏡，其特征在于，所述的高折射率膜層與低折射率膜層的厚度均為λ₀/4，或λ₀/4奇數倍厚度，或折射率漸變膜層厚度。

本發明上述方案中，所述用于高功率啁啾脈沖放大光譜整形的介質膜結構反射鏡，其特征在于，所述的微浮雕結構可以是三角形，或多邊形，或棱角形，或方形，或圓形等任意形狀構成的多種形態結構的衍射元件。

本發明上述方案中，所述用于高功率啁啾脈沖放大光譜整形介質膜結構反射鏡，其特征在于，所述的微浮雕結構材質可以是微鏡高透射膜系介質，或空氣介質，或玻璃微浮雕介質，或其它透明介質如半導體介質。

本發明上述方案中，所述用于高功率啁啾脈沖放大光譜整形的介質膜結構反射鏡，其特征在于，所述的微浮雕結構的微鏡高透射膜系，可以有多種結構，其標準的多層介質膜按低折射率膜層與高折射率膜層的順序周期交替組成。