[實用新型]啁啾脈沖放大激光裝置

無效

• 申請號: 200720080932.7
• 申請日: 2007-08-29
• 公開（公告）號: CN201118090Y
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 李朝陽
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院上海激光等離子體研究所
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/098;G02F1/00
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心
• 代理人: 翟長明;韓志英

技術領域

本實用新型屬于大能量高功率超短脈沖激光領域，具體涉及一種啁啾脈沖放大激光裝置，其目的是產生大能量高功率超短脈沖激光。

背景技術

大能量高功率超短脈沖激光技術為研究慣性約束聚變和光與物質作用等物理課題提供了新的技術手段。目前獲得大能量高功率超短脈沖激光必須采用啁啾脈沖放大技術，已有技術中啁啾脈沖放大的工作原理是，光柵展寬器將亞皮秒級短脈沖展寬為納秒級的啁啾脈沖，注過釹玻璃放大器進行能量放大，再將放大后的納秒級啁啾脈沖注入光柵壓縮器進行脈沖壓縮輸出皮秒或亞皮秒級短脈沖，從而獲得大能量高功率超短脈沖激光。

已有技術中的啁啾脈沖放大裝置的壓縮器光柵由于光柵損傷閾值的原因，光柵面上的能量密度具有一個上限，因此限制了裝置的輸出能量。壓縮器光柵上的光束投影面只充分利用了光柵垂直于條紋方向的尺寸，卻很大程度的浪費了平行于條紋方向的尺寸，有效面積占光柵面積比例很低。

發明內容

本實用新型的目的是要在壓縮器光柵損傷閾值和尺寸相同的情況下，獲得比已有技術啁啾脈沖放大更大能量更高功率超短脈沖激光。

本實用新型的技術解決方案如下：

一種啁啾脈沖放大激光裝置，包括光柵展寬器、釹玻璃放大器和光柵壓縮器，三者依次連接。在釹玻璃放大器和光柵壓縮器之間還設置有用于對激光脈沖進行濾波、擴束、光束整型的空間濾波器與軟邊光闌組合。

所述的空間濾波器由兩塊共焦透鏡和焦點位置上的小孔組成。

所述的軟邊光闌設有橢圓形通光孔。

光柵展寬器將亞皮秒級短脈沖展寬為納秒級啁啾脈沖并注過釹玻璃放大器進行能量放大，再將放大后的納秒級啁啾脈沖注入空間濾波器與軟邊光闌組合進行濾波、擴束、光束整形。最后將整形后的橢圓光束截面納秒級啁啾脈沖注入光柵壓縮器輸出皮秒或亞皮秒級短脈沖。

本實用新型的空間濾波器與軟邊光闌組合對激光束進行濾波、擴束、光束整形，將激光束截面從圓整形成橢圓，使橢圓長軸平行于壓縮器光柵條紋，長度上不超過光柵尺寸，短軸等于擴束前圓光束截面半徑。這樣在壓縮器光柵上就可以提高光柵平行于條紋方向尺寸的利用率，增大光柵有效面積，在相同損傷閥值和尺寸情況下輸出更大能量更高功率超短脈沖激光。

附圖說明

圖1為本實用新型的啁啾脈沖放大激光裝置的結構框圖

圖2為本實用新型的啁啾脈沖放大激光裝置中的光柵壓縮器結構示意圖

圖3為本實用新型的啁啾脈沖放大激光裝置中的壓縮器光柵有效面積使用情況示意圖

圖中：1.光柵展寬器??2.釹玻璃放大器??3.空間濾波器與軟邊光闌組合??4.光柵壓縮器??5.進壓縮器光束截面??6.小光柵上光束投影面??7.大光柵上光束投影面小光柵(11、14)大光柵(12、13)

具體實施方式

圖1中，本實用新型啁啾脈沖放大激光裝置，由光柵展寬器1、釹玻璃放大器2、空間濾波器與軟邊光闌組合3和光柵壓縮器4組成，光柵展寬器1、釹玻璃放大器2和光柵壓縮器4依次連接，在釹玻璃放大器2和光柵壓縮器4之間設置用于對激光脈沖進行濾波、擴束、光束整型的空間濾波器與軟邊光闌組合3。所述的軟邊光闌設有橢圓形通光孔。

圖2為本實用新型的啁啾脈沖放大激光裝置中的光柵壓縮器結構示意圖，圖中，納秒級啁啾脈沖依次經過小光柵11、大光柵12、大光柵13和小光柵14，完成脈沖壓縮過程輸出皮秒或亞皮秒級短脈沖。其中小光柵11與大光柵12平行，大光柵13與小光柵14平行，兩組平行光柵對反平行。

圖3中，圖3a為進壓縮器光束截面5，圖3b為小光柵上光束投影面6，圖3c為大光柵上光束投影面7。

本實用新型的具體工作過程如下：

光柵展寬器1將亞皮秒級短脈沖展寬為納秒級啁啾脈沖，注過釹玻璃放大器2進行能量放大，再將放大后的納秒級啁啾脈沖注入空間濾波器與軟邊光闌組合3進行濾波、擴束、光束整形。將擴束后的圓光束整形成橢圓光束，使其長軸沿平行于后續光柵壓縮器4的光柵條紋方向長度上不超過光柵尺寸，短軸仍等于擴束前圓光束截面半徑。最后將整形后的納秒級啁啾脈沖注入光柵壓縮器4壓回皮秒或亞皮秒級短脈沖。由于光束整形提高了光柵沿條紋方向尺寸的利用率，增大了光柵有效面積，從而在同樣光柵損傷閾值和尺寸的情況下可以獲得比傳統啁啾脈沖放大技術更大能量更高功率超短脈沖激光。

橢圓光束啁啾脈沖放大之后，可以通過改變聚焦拋物面鏡沿橢圓長軸方向的曲率來得到同傳統啁啾脈沖放大一致的圓形聚焦光斑，因此對物理試驗不會帶來不良影響。