[發明專利]抑制泵浦光的波前相位畸變向信號光傳遞的方法

無效

• 申請號: 200910051319.6
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101561615A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 張福領;謝興龍;楊慶偉;郭愛林;林尊琪
• 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: G02F1/39
• 分類號: G02F1/39
• 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

本發明涉及非共線光參量啁啾脈沖放大系統，特別是一種抑制泵浦光的波前相位畸變向信號光傳遞的方法。

背景技術

光參量啁啾脈沖放大技術(簡稱為OPCPA)是由光參量放大技術(OPA)和啁啾脈沖放大技術(CPA)結合而成。目前，它已被廣泛應用于放大超短超強激光脈沖，與傳統的啁啾脈沖放大技術相比，有諸多優點，如放大介質短、寬帶高增益、高穩定性、高能量轉換效率、高脈沖對比度和低熱沉積等，對于獲得更短的脈沖寬度、更高的聚焦強度和更高的信噪比十分有利。已建和在建的大能量釹玻璃皮秒拍瓦激光系統，諸如大阪大學激光工程所的拍瓦激光裝置和FIREX，美國羅徹斯特大學的OMEGAEP裝置，法國強激光應用實驗室(LULI)的PETAL，以及中國的神光II第九路拍瓦升級裝置，都在前端采用了或準備采用OPCPA放大取代再生放大技術。在鈦寶石飛秒激光系統中也通常采用OPCPA作為預放大技術。因此，在上述激光系統中，利用OPA技術預放大啁啾展寬激光脈沖已成為人們研究的熱點，并且已有大量的理論和實驗研究。但是，目前這些研究主要集中在穩定性、脈沖時間對比度和轉換效率等方面，而對于OPCPA的光束質量，如泵浦光波前畸變與信號光振幅耦合、泵浦光-信號光波前畸變傳遞等原因導致信號光的近場和遠場光束質量變差等方面的研究卻鮮有報道。

目前有報道的幾篇有關OPA光束質量方面的研究[參見在先技術1“Angular?effects?and?beam?quality?in?optical?parametric?amplification”，I.Jovanovic，B.J.Comaskey，and?D.M.Pennington，J.Appl.Phys.90，4228(2001)和在先技術2“Optical?parametric?amplification?pumped?by?a?phase-aberratedbeam”，X.Wei，L.Qian，P.Yuan，H.Zhu，D.Fan，Opt.Express，16(12)，8904(2008)]主要集中在共線OPA模式下泵浦光與信號光之間的相位傳遞對光束質量的影響。他們的數值模擬結果表明：走離效應是導致泵浦光的相位畸變向信號光傳遞的主要因素，并且通過利用倍頻晶體對補償走離效應，可以大幅減小這種相位畸變的傳遞。

圖1是共線OPA模式下倍頻晶體對對走離效應的補償方式[參見在先技術2]。圖中所示的兩塊倍頻晶體的光軸是反向平行的，所以泵浦光(e光)在兩塊晶體中的走離方向剛好相反，這樣就可以在一定程度上實現對走離效應的補償。

但是，在非共線OPA模式下，比如在大型拍瓦釹玻璃激光系統的前端裝置中，信號光、泵浦光和閑置光是非共線傳輸的，所以不能利用這種倍頻晶體對來抑制相位畸變從泵浦光向信號光的傳遞。

發明內容

本發明的目的就是要彌補上述現有技術的不足，提供一種抑制泵浦光的波前相位畸變向信號光傳遞的方法，從而有效保持放大后信號光的良好光束質量。

本發明的技術解決方案是：

一種抑制泵浦光的波前相位畸變向信號光傳遞的方法，在非共線光參量放大(OPA)模式下，通過調整倍頻晶體中信號光的傳播方向與泵浦光的走離方向之間的夾角，使閑置光的傳播方向與泵浦光的走離方向平行，抑制泵浦光的波前相位畸變向信號光的傳遞，從而有效保持放大后信號光的良好光束質量。

本發明方法具體包括下列步驟：

①計算出泵浦光在倍頻晶體內的走離角ρ_P：

②令倍頻晶體內信號光與泵浦光波矢量的夾角與泵浦光在倍頻晶體內的走離角相等，ρ_i＝ρ_P，根據相位匹配矢量關系kssinρi=kisinρs]]>計算出ρ_s；