[發明專利]高對比度飛秒激光產生裝置

無效

• 申請號: 201210001135.0
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102522688A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 魏志義;王兆華;劉成;沈忠偉;張青;韓海年
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01S3/108
• 分類號: H01S3/108
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術領域

本發明涉及激光技術領域，尤其涉及一種高對比度飛秒激光產生裝置。

背景技術

近二十年來，超短超強激光在基礎科學、國家安全及工業加工等多個領域都得到了廣泛的應用。

產生高質量的超短超強激光脈沖已成為各國科學家競相追逐的目標，啁啾脈沖放大技術(Chirped?Pulse?Amplification，CPA)是產生超短超強激光脈沖的一種常用的有效手段。但是在啁啾脈沖放大過程中，由于選單元件消光比的限制以及放大過程中的自發輻射效應(Amplified?Spontaneous?Emission，ASE)等因素，不可避免的存在著背景噪聲，導致激光脈沖對比度的下降。一般的CPA激光系統中，如果沒有采取任何其他改善對比度的技術，則最后輸出激光的對比度只有10⁵-10⁶左右。目前在超短超強激光與物質相互作用的物理實驗中，所使用的激光聚焦后的峰值功率密度一般都高于10¹⁷W/cm²，則脈沖前沿的強度超過10¹¹W/cm²，這樣的強度使得主激光與物質相互作用之前，ASE或預脈沖就開始產生預等離子體。預等離子體的存在改變了激光與物質相互作用的初始狀態，影響了相互作用過程。在激光與固體靶相互作用離子產生的實驗中，預脈沖的存在會改變離子的能譜結構和出射空間分布。在激光與團簇相互作用的X射線產生實驗中，預脈沖會導致X射線產額的急劇降低，較差的對比度也會使激光尾波場加速電子束的指向及質量變差。

現有技術中，提高激光脈沖的對比度的技術包括使用飽和吸收體、等離子體鏡、雙啁啾脈沖放大、交叉偏振濾波技術、光學參量放大技術等等。光學參量放大技術(Optical?Parametric?Amplification，OPA)相比其它的技術具有寬的增益帶寬、高的單程增益、無自發輻射放大等優點。光學參量放大技術與啁啾脈沖放大技術相結合即形成所謂的光學參量啁啾脈沖放大技術(Optical?Parametric?Chirped?Pulse?Amplification，OPCPA)，其放大級由基于激光介質的放大器替換為基于非線性光學晶體的參量放大器。OPCPA固然可以提高脈沖的對比度，但是由于采用的信號光的脈沖寬度為百皮秒量級，泵浦光的脈沖寬度一般為納秒量級，所以在百皮秒的時間尺度范圍內仍然存在參量熒光，影響脈沖的對比度。

發明內容

本發明的目的是提供一種高對比度飛秒激光產生裝置，產生高對比度飛秒激光。

根據本發明的一個方面，提供一種高對比度飛秒激光產生裝置，包括：第一光學平移臺和第一光學參量晶體；所述第一光學平移臺適于控制所述第一信號光和第一泵浦光的光程差，使兩者在時間上同步；所述第一光學參量晶體適于接收時間上同步的第一信號光和第一泵浦光，進行光學參量放大，輸出第一放大信號光。

可選的，所述高對比度飛秒激光產生裝置還包括：第二光學平移臺和第二光學參量晶體；所述第二光學平移臺適于控制所述第一放大信號光和第二泵浦光的光程差，使兩者在時間上精確同步；所述第二光學參量晶體適于接收時間上同步的第一放大信號光和第二泵浦光，進行光學參量放大，輸出第二放大信號光。

可選的，所述高對比度飛秒激光產生裝置還包括：激光源，適于輸出第一光束和第二光束；其中第一光束作為第一信號光；倍頻單元，適于將所述第二光束倍頻，以生成第一泵浦光和第二泵浦光。

可選的，所述高對比度飛秒激光產生裝置還包括：分束單元，適于將所述激光源產生的一束飛秒種子光分為兩束，分別作為第一光束和第二光束。

可選的，所述第一信號光和第一泵浦光非共線和/或第一放大信號光和第二泵浦光非共線。

可選的，所述第一信號光和第一泵浦光之間、第一放大信號光和第二泵浦光之間的最佳的非共線角通過下述方式計算：