[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 200910051319.6
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN101561615A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張福領(lǐng);謝興龍;楊慶偉;郭愛林;林尊琪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非共線光參量啁啾脈沖放大系統(tǒng)，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(shù)

光參量啁啾脈沖放大技術(shù)(簡稱為OPCPA)是由光參量放大技術(shù)(OPA)和啁啾脈沖放大技術(shù)(CPA)結(jié)合而成。目前，它已被廣泛應(yīng)用于放大超短超強激光脈沖，與傳統(tǒng)的啁啾脈沖放大技術(shù)相比，有諸多優(yōu)點，如放大介質(zhì)短、寬帶高增益、高穩(wěn)定性、高能量轉(zhuǎn)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(tǒng)，諸如大阪大學(xué)激光工程所的拍瓦激光裝置和FIREX，美國羅徹斯特大學(xué)的OMEGAEP裝置，法國強激光應(yīng)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(shù)。在鈦寶石飛秒激光系統(tǒng)中也通常采用OPCPA作為預(yù)放大技術(shù)。因此，在上述激光系統(tǒng)中，利用OPA技術(shù)預(yù)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(wěn)定性、脈沖時間對比度和轉(zhuǎn)換效率等方面，而對于OPCPA的光束質(zhì)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?qū)е滦盘柟獾慕鼒龊瓦h場光束質(zhì)量變差等方面的研究卻鮮有報道。

目前有報道的幾篇有關(guān)OPA光束質(zhì)量方面的研究[參見在先技術(shù)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(shù)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(zhì)量的影響。他們的數(shù)值模擬結(jié)果表明：走離效應(yīng)是導(dǎo)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(yīng)，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(yīng)的補償方式[參見在先技術(shù)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(xiàn)對走離效應(yīng)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(tǒng)的前端裝置中，信號光、泵浦光和閑置光是非共線傳輸?shù)模圆荒芾眠@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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要彌補上述現(xiàn)有技術(shù)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(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)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(diào)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(zhì)量。

本發(fā)明方法具體包括下列步驟：

①計算出泵浦光在倍頻晶體內(nèi)的走離角ρ_P：

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