[發明專利]高對比度飛秒激光脈沖產生裝置

有效

• 申請號: 201210037173.1
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN103259180A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 魏志義;王兆華;沈忠偉;劉成;滕浩;韓海年
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/108;G02F1/39
• 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脈沖產生裝置。

背景技術

高功率高質量的超短超強激光脈沖是研究基于快點火技術方案的慣性約束核聚變、高能量密度物理及模擬天體狀態的重要工具，其中激光脈沖的對比度是保證得到最佳研究效果的關鍵參數，例如，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，如果脈沖前沿的強度超過10¹¹W/cm²，這樣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。

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，遠遠不能滿足激光核聚變、高能量密度等的研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種高對比度飛秒激光脈沖產生裝置，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脈沖產生裝置，包括：

第一光學參量晶體；所述第一光學參量晶體適于接收第一信號光和第一泵浦光，進行光學參量放大，輸出第一閑頻光。

可選的，所述高對比度飛秒激光脈沖產生裝置，還包括：

第二光學參量晶體；所述第二光學參量晶體適于接收第二信號光和第二泵浦光，進行光學參量放大，輸出第二閑頻光；

所述第二信號光為第一閑頻光。

可選的，所述高對比度飛秒激光脈沖產生裝置，還包括：

第三光學參量晶體；所述第三光學參量晶體適于接收第三信號光和第三泵浦光，進行光學參量放大，輸出第三閑頻光；

所述第三信號光為第二閑頻光。

可選的，所述高對比度飛秒激光脈沖產生裝置，還包括：

激光源，適于發出激光；

超連續單元，適于從激光源發出的激光中提取所需波長的第一信號光；和

倍頻單元，適于將激光源發出的激光倍頻，以生成所述第一、第二和第三泵浦光。

可選的，所述超連續單元從通過所述激光與空氣、液體或白寶石片等物質相互作用產生的超連續白光中選出所需的波長的信號光。

可選的，所述第一信號光和第一泵浦光在第一參量晶體中空間上重合，和/或第二信號光和第二泵浦光在第二參量晶體中空間上重合，和/或所述第三信號光和第三泵浦光在第三參量晶體中空間上重合。

可選的，所述第一信號光和第一泵浦光的相位匹配角使得光學參量放大效率最高，和/或所述第二信號光和第二泵浦光的相位匹配角使得光學參量放大效率最高，和/或所述第三信號光和第三泵浦光的相位匹配角使得光學參量放大效率最高。

可選的，所述第一信號光和第一泵浦光非共線，和/或所述第二信號光和第二泵浦光非共線，和/或所述第三信號光和第三泵浦光非共線；

其中，最佳的非共線角通過下述方式計算：

v_s＝v_icos(α+β)，β=nsλiniλssinα]]>