[實用新型]納秒級激光脈沖再生放大器

有效

• 申請號: 200820056587.8
• 申請日: 2008-03-26
• 公開（公告）號: CN201210577Y
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 王江峰;李學春;朱健強;韋輝;范薇;王艷海;鮑巖;姜有恩;潘雪
• 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: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/094;H01S3/08;H01S3/10;G02F1/35
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本實用新型涉及激光器，特別是一種納秒級激光脈沖再生放大器。它可實現高穩定、高增益的放大，并通過附加后綴脈沖方法降低由放大器增益飽和效應引起激光脈沖時域波形畸變。

背景技術

用于放大納秒級激光脈沖的再生放大器的輸出激光脈沖能量穩定度與輸出激光脈沖時域波形畸變相互矛盾。在不考慮增益飽和情況下，激光脈沖在再生放大器腔內多次放大的過程中，再生放大器自身引入的波動隨著放大程數的增加不斷累積，因此，隨著放大程數的增加，輸出激光脈沖能量穩定度下降。但是，隨著激光脈沖的不斷放大，增益介質儲能不斷消耗，放大器逐漸進入增益飽和狀態。在放大器進入增益飽和狀態的過程中，再生放大器的輸出激光脈沖能量穩定度受到放大器增益介質上能級儲能的抑制而趨于穩定。因此，為了獲得穩定的輸出，再生放大器必須工作在近增益飽和狀態。但是，由于增益飽和效應，當再生放大器工作在近增益飽和狀態時，脈沖前部相比于后部獲得了更大的增益系數，因此輸出激光脈沖時間波形畸變。在此我們常用的方波扭曲(square-pulse?distortion，簡稱為SPD)來表征這種由于增益飽和效應引起的畸變，方波扭曲表示為畸變的方波脈沖前沿與后沿的比例。可以通過調整種子整形激光脈沖的時域波形對其進行預補償。但是，過大的時間波形畸變增加了預補償的難度和準確度。

發明內容

本實用新型要解決的問題是提供一種納秒級激光脈沖再生放大器，在保證再生放大器穩定運行的前提條件下，降低種子激光脈沖被再生放大器放大過程中產生的時間波形畸變。

本實用新型的技術解決方案如下：

一種納秒級激光脈沖再生放大器，其特點是由后綴脈沖生成單元、再生放大器單元和電光隔離器構成，所述的后綴脈沖生成單元輸出的帶后綴的激光脈沖通過光纖輸入所述的再生放大器單元，所述的再生放大器單元輸出的激光脈沖經所述的電光隔離器輸出。

所述的后綴脈沖生成單元是由第一3dB分束器、第二3dB分束器、光纖段和衰減器組成，其位置關系是：種子激光脈沖輸入第一3dB光纖分束器，該第一3dB光纖分束器的一個輸出端與所述的第二3dB光纖分束器的一個輸入端相接，第一3dB光纖分束器的另一個輸出端通過所述的光纖段與衰減器相接，該衰減器的輸出端與所述的第二3dB光纖分束器的另一個輸入端相接，由所述的第二3dB光纖分束器輸出的帶后綴的激光脈沖是由種子激光脈沖和其后附加的后綴激光脈沖組成的。

所述的再生放大器單元包括一個光學腔，所述的帶后綴的激光脈沖經所述的光纖接入，并依次通過非球面凸透鏡、二分之一波片、第一法拉第隔離器、球面凸透鏡和第二法拉第隔離器輸入所述的光學腔，所述的光學腔由第一全反鏡、凸透鏡和第二全反鏡構成穩定腔，在該光學腔內，第一全反鏡和凸透鏡之間有第一電光開關和四分之一波片，凸透鏡和第二全反鏡之間設置所述的增益介質。

所述的光學腔由第三全反鏡、第四全反鏡、第五全反鏡折疊。

所述的電光隔離器由第一薄膜偏振片、第二電光開關和第二薄膜偏振片依次連接而成，所述的第一薄膜偏振片和第二薄膜偏振片的法線與光線傳輸方向成布儒斯特角，并且第一薄膜偏振片的表面垂直于第二薄膜偏振片的表面。

通過調整所述的光纖段的長度，可以改變所述的后綴激光脈沖與種子激光脈沖之間的時間間隔。

所述的再生放大器單元使用受激放大波長與種子激光脈沖波長相匹配的增益介質。所述的增益介質使用合適的泵浦方式。所述的再生放大器單元輸出激光信號從第二法拉第隔離器中反射出來。

所述的光學腔內包含一個電光開關和一個四分之一波片。通過控制激光的偏振方向的變化，實現所述的再生放大器對激光脈沖的導入與導出。

所述的再生放大器單元工作在近增益飽和狀態，能夠對ns級脈寬的激光脈沖實現穩定的放大。

通過控制所述的電光開關的開啟的時間寬度來控制激光脈沖在所述的光學腔內往返放大的次數，保證所述的再生放大器單元工作在近增益飽和狀態。

所述的后綴激光脈沖與種子激光脈沖的時間間隔和脈寬必須保證兩者一同被導入所述的再生放大器單元并被放大。所述的后綴激光脈沖從再生放大器輸出后被所述的電光隔離器抑制。

本實用新型的技術效果：