[發明專利]一種激光脈沖開關裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201510642183.1
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105186279B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 趙研英;廖慶;顏學慶;馬文君;盧海洋;林晨;耿易星;李榮鳳
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/0955
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙)11360
• 代理人: 王巖

1.一種激光脈沖開關裝置，所述激光脈沖開關裝置設置在啁啾激光脈沖放大系統中，所述啁啾激光脈沖放大系統包括：振蕩器、展寬器、放大器系統和壓縮器；其中，振蕩器產生超短激光脈沖作為種子源，經過展寬器對超短激光脈沖進行時間展寬后獲得長激光脈沖，放大器系統對已經展寬的長激光脈沖進行能量放大獲得高能量激光脈沖，高能量激光脈沖最后通過壓縮器將激光脈沖的時間尺度壓縮到種子源的脈寬量級；所述放大器系統包括KHz放大器、普克爾盒和多通放大器組，兩個泵浦源分別為KHz放大器和多通放大器組提供泵浦光，來自展寬器的長激光脈沖作為主光，經過KHz放大器放大后，由普克爾盒降低頻率，進入多通放大器組，對主光能量進行放大；其特征在于，所述激光脈沖開關裝置包括：激光同步信號發生器、延遲器、第一開關和第二開關；其中，所述第一開關設置在普克爾盒之后，多通放大器組之前，或者放置在多通放大器組中；所述第二開關放置在多通放大器組之后，靶場之前；所述第一開關為小口徑的高速開關，所述第二開關為大口徑的慢速開關；當第一開關打開，第二開關關閉，后續的靶場沒有激光脈沖；關閉第一開關，打開第二開關，所述激光同步信號發生器產生激光同步信號輸入至延遲器，所述延遲器產生一個延遲的晶體管-晶體管邏輯TTL數字信號，作為觸發信號，驅動第一開關打開，并且在一個激光脈沖信號輸出至后續的靶場后，第一開關關閉，觸發信號是單脈沖，第一開關只打開一次，實現激光脈沖單發激射。

2.如權利要求1所述的激光脈沖開關裝置，其特征在于，所述第一開關采用快速機械快門。

3.如權利要求1所述的激光脈沖開關裝置，其特征在于，所述第二開關采用一個擋光板，放在一個電動平移臺上推進光路實現關閉狀態，移出光路實現打開狀態。

4.如權利要求1所述的激光脈沖開關裝置，其特征在于，所述第一開關設置在普克爾盒與多通放大器組之間，或者根據第一開關口徑的大小，將第一開關放置在多通放大器組中光束的直徑小于第一開關的直徑的位置。

5.如權利要求1所述的激光脈沖開關裝置，其特征在于，所述第二開關的位置放置在多通放大器組之后，壓縮器之前；或者放置在壓縮器之后，靶場之前。

6.如權利要求1所述的激光脈沖開關裝置，其特征在于，所述第一開關的口徑在10mm～40mm之間；第二開關的口徑大于80mm。

7.一種如權利要求1所述的激光脈沖開關裝置的控制方法，其特征在于，控制方法，包括以下兩種情況：

第一種情況當啁啾激光脈沖放大系統后的靶場不需要激光脈沖時：

第一開關處于打開狀態，第二開關處于關閉狀態，激光脈沖進入多通放大器組被放大，泵浦光的能量被放大的激光脈沖帶走，激光系統正常運轉，由于第二開關處于關閉狀態，此時激光脈沖被第二開關攔截，無法進入壓縮器，所以后續的靶場沒有激光脈沖；

第二種情況當啁啾激光脈沖放大系統后的靶場需要一個激光脈沖時：

1)關閉第一開關，此時多通放大器組后沒有放大的激光脈沖輸出；

2)打開第二開關，由于多通放大器組后沒有光輸出，第二開關的操作對系統是安全的，并且，當第二開關處于打開狀態時，如果多通放大器組中有激光脈沖進行放大，此時通過壓縮器進入后續的靶場；

3)激光同步信號發生器產生激光同步信號輸入至延遲器，延遲器產生一個延遲的TTL數字信號，此TTL數字信號僅有一個脈沖，作為觸發信號，驅動第一開關打開；

4)僅有一個激光脈沖通過第一開關，經過多通放大器組后，通過第二開關，輸出至后續的靶場，第一開關關閉，觸發信號是單脈沖，因此第一開關只打開一次，激光脈沖單發激射；

5)關閉第二開關，攔截激光脈沖；

6)將第一開關放置在打開狀態，這樣保證多通放大器組中的高能量激光脈沖的能量不會累積造成熱效應，激光系統正常運轉。

8.如權利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第一開關采用快速機械快門；所述第二開關采用一個擋光板，放在一個電動平移臺上推進光路實現關閉狀態，移出光路實現打開狀態。

9.如權利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第一開關設置在普克爾盒與多通放大器組之間，或者根據第一開關口徑的大小進行選擇，將第一開關放置在多通放大器組中光束的直徑小于第一開關的直徑的位置。

10.如權利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第二開關的位置放置在多通放大器組之后，壓縮器之前；或者放置在壓縮器之后，靶場之前。