[發明專利]一種激光脈沖能量穩定裝置及其能量穩定方法

有效

• 申請號: 201510076966.8
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104617480B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 謝旭東;唐軍;陳驥;朱啟華;黨釗;唐菱;高松;胡東霞;鄭萬國;王正輝;王超;陳遠斌;汪凌芳;陳林;王方;劉勇;劉建國;盧振華
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司11331
• 代理人: 張良

1.一種激光脈沖能量穩定裝置，包括主光路和取樣光路，所述主光路包括依次設置的種子光源、光路傳輸延遲器件、普克爾盒電光開關，所述取樣光路包括分束鏡，所述分束鏡設置于所述種子光源與光路傳輸延遲器件之間，其特征在于，所述普克爾盒電光開關是預先施加電壓的，所述取樣光路還包括光強可調衰減器、光電導開關，所述取樣光路的設置次序依次為：分束鏡、光強可調衰減器、光電導開關，所述光電導開關的兩端分別與普克爾盒電光開關的兩極相連接；

所述主光路還包括偏振器一、法拉第磁旋光器、偏振器二、1/4波相位延遲器、偏振器三，所述主光路按照種子光源產生的激光傳輸路徑依次設置為：光路傳輸延遲器件、偏振器一、法拉第磁旋光器、偏振器二、1/4波相位延遲器、普克爾盒電光開關、偏振器三；

利用激光脈沖能量穩定裝置進行激光能量穩定方法，包括以下步驟：

(1)所述普克爾盒電光開關預先施加電壓V₀，在普克爾盒電光開關的一端存儲電荷，然后種子光源發出激光脈沖，脈沖持續時間為τ，經過所述分束鏡分束成兩束，一束為主激光，激光能量為E_in，另一束為取樣光，主激光沿主光路傳輸，取樣光沿取樣光路傳輸；

(2)步驟(1)得到的取樣光先傳輸到光強可調衰減器，經過所述光強可調衰減器的調節后傳輸到光電導開關，使所述光電導開關電阻值由暗阻值降低至亮阻值R_AS，存儲在所述普克爾盒電光開關上的電荷通過電阻值降低的光電導開關泄放，普克爾盒電光開關兩端的電壓值由V₀降低至V_PC，即普克爾盒電光開關的實際電壓值其中，C為普克爾盒電光開關的等效電容值；

(3)所述取樣光脈沖經過之后，所述光電導開關的電阻值恢復至暗阻值，存儲在所述普克爾盒電光開關上的電荷不能通過光電導開關泄放，普克爾盒電光開關的電壓恒定在V_PC；

(4)步驟(1)得到的主激光經過在光路傳輸延遲器件的延遲后，再依次經過偏振器一、法拉第磁旋光器、偏振器二、1/4波相位延遲器，傳輸到普克爾盒電光開關，所述主激光到達普克爾盒電光開關的延遲時間大于取樣光的脈沖持續時間τ，此時，普克爾盒電光開關的電壓在主激光脈沖通過期間恒定在V_PC，然后主激光經偏振器三輸出，主激光能量被調整為E_out，即E_out＝T·E_in，得到能量穩定的激光脈沖，其中

2.根據權利要求1所述的一種激光脈沖能量穩定裝置，其特征在于，所述主光路還包括偏振器一、法拉第磁旋光器、偏振器二、1/4波相位延遲器、全反射鏡，所述主光路按照種子光源產生的激光傳輸路徑依次設置為：光路傳輸延遲器件、偏振器一、法拉第磁旋光器、偏振器二、1/4波相位延遲器、普克爾盒電光開關、全反射鏡。

3.根據權利要求2所述的一種激光脈沖能量穩定裝置，其特征在于，所述步驟(4)中用全反射鏡替換偏振器三，主激光第一次經過普克爾盒電光開關后，再經過全反射鏡反射，第二次到達普克爾盒電光開關，此時，普克爾盒電光開關的電壓仍為V_PC，主激光經過普克爾盒電光開關的透射后，繼續傳輸到1/4波相位延遲器、偏振器二、法拉第磁旋光器，經偏振器一反射輸出，主激光能量被調整為E_out，即E_out＝T·E_in，得到能量穩定的激光脈沖，其中是主激光兩次通過普克爾盒電光開關的透射率。

4.根據權利要求3所述的一種激光脈沖能量穩定裝置，其特征在于，所述普克爾盒電光開關為磷酸二氘鉀電光開關，單程工作，1/2波電壓為7kV，預先施加電壓V₀為7kV，等效電容值C為14pF，所述透射率T為30％-70％。

5.根據權利要求3所述的一種激光脈沖能量穩定裝置，其特征在于，所述普克爾盒電光開關為磷酸二氘鉀電光開關，雙程工作，1/4波電壓為3.5kV，預先施加電壓V₀為3.5kV，等效電容值C為14pF，所述透射率T為30％-70％。

6.根據權利要求1所述的一種激光脈沖能量穩定裝置，其特征在于，所述光電導開關為砷化鎵光電導開關，暗阻值為兆歐姆數量級，亮阻值為歐姆數量級。

7.根據權利要求6所述的一種激光脈沖能量穩定裝置，其特征在于，所述主激光的能量與取樣光的能量比值為10:1。