[實(shí)用新型]一種基于前綴脈沖的激光能量穩(wěn)定裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520104422.3
• 申請(qǐng)日: 2015-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN204376191U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝旭東;唐軍;陳驥;朱啟華;黨釗;唐菱;高松;胡東霞;鄭萬國(guó);王正輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號(hào): H01S3/13
• 分類號(hào): H01S3/13
• 代理公司: 北京康盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種基于前綴脈沖的激光能量穩(wěn)定裝置。

背景技術(shù)

通常脈沖激光器系統(tǒng)的泵浦脈沖寬度在微秒量級(jí)，而激光脈沖的寬度在納秒量級(jí)，或者更短。因此，在一次泵浦過程中，被放大的激光脈沖(主脈沖)與位于其前數(shù)十納秒處的脈沖(前綴脈沖)具有相同的不穩(wěn)定特征，可視為同一發(fā)激光。

穩(wěn)定激光脈沖能量的傳統(tǒng)方法是測(cè)量激光脈沖能量并與目標(biāo)能量比較，根據(jù)測(cè)試能量與目標(biāo)能量的差異反饋調(diào)整光路上游的控制器或驅(qū)動(dòng)電源。這種方法只能根據(jù)當(dāng)前脈沖的能量起伏校正下一發(fā)激光脈沖，如果下一發(fā)激光脈沖的起伏規(guī)律和尺度與當(dāng)前測(cè)量激光脈沖的起伏規(guī)律和尺度不一致時(shí)，穩(wěn)定的效果就會(huì)打折扣甚至變差。非同發(fā)次的激光脈沖能量穩(wěn)定技術(shù)只能穩(wěn)定激光脈沖能量的平均值，不能消除激光脈沖發(fā)與發(fā)之間的能量隨機(jī)起伏。

郭小東公開的文獻(xiàn)“光電預(yù)偏置激光脈沖穩(wěn)幅器性能研究”(期刊：強(qiáng)激光與粒子束，1997年)利用激光技術(shù)領(lǐng)域的通用器件普克爾盒電光開關(guān)與偏振器組成預(yù)加動(dòng)態(tài)偏置電壓的光電可變透射率裝置來穩(wěn)定調(diào)Q激光脈沖幅度。其利用快速光電取樣門獲得激光脈沖取樣信號(hào)，輸出一個(gè)與激光脈沖幅度成線性正比的低壓電脈沖,再經(jīng)線性電脈沖高壓放大器放大成高壓電脈沖加載到普克爾盒電光開關(guān)電極上，高壓放大電路的線性放大區(qū)域有限，影響能量控制精度。激光脈沖與高壓脈沖同步到達(dá)普克爾盒電光開關(guān)，激光脈沖的時(shí)間變化會(huì)轉(zhuǎn)化為高壓驅(qū)動(dòng)脈沖的時(shí)間變化，進(jìn)而反過來改變待穩(wěn)定的激光脈沖時(shí)間波形，從而導(dǎo)致時(shí)間波形畸變。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種基于前綴脈沖的激光能量穩(wěn)定裝置，該裝置利用前綴脈沖的能量起伏實(shí)現(xiàn)對(duì)主激光脈沖的能量穩(wěn)定控制，具有同發(fā)穩(wěn)定的特征，并使主激光脈沖的時(shí)間波形不發(fā)生畸變。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種基于前綴脈沖的激光能量穩(wěn)定裝置，包括主光路和取樣光路，所述主光路包括依次設(shè)置的種子光源、普克爾盒電光開關(guān)、反射鏡，所述普克爾盒電光開關(guān)是預(yù)先施加電壓的，所述主光路還包括削波開關(guān)，所述主光路按照種子光源發(fā)出的激光傳輸路徑依次設(shè)置為：普克爾盒電光開關(guān)、反射鏡、削波開關(guān)，所述取樣光路包括依次設(shè)置的光強(qiáng)可調(diào)衰減器、耦合器、光電導(dǎo)開關(guān)，所述光強(qiáng)可調(diào)衰減器設(shè)于所述反射鏡的與普克爾盒電光開關(guān)相對(duì)的一側(cè)，所述耦合器與所述光電導(dǎo)開關(guān)通過光纖連接，所述光電導(dǎo)開關(guān)的兩端分別與普克爾盒電光開關(guān)的兩極相連接。

進(jìn)一步，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，所述主光路按照種子光源發(fā)出的激光傳輸路徑依次設(shè)置為：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(guān)、反射鏡、普克爾盒電光開關(guān)、1/4波相位延遲器、偏振器二、法拉第磁旋光器、偏振器一、削波開關(guān)。

進(jìn)一步，所述反射鏡鍍有反射膜，漏光率為10％。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

1、本實(shí)用新型在取樣光路中采用光電導(dǎo)開關(guān)，利用光電導(dǎo)開關(guān)的亮阻值變化迅速泄放普克爾盒電光開關(guān)電極的電荷來控制透射率，該控制方法響應(yīng)速度快、更精確的調(diào)整激光脈沖的能量起伏；

2、光電導(dǎo)的暗阻值非常高，不會(huì)泄放電荷，從而使普克爾盒電光開關(guān)被調(diào)控后的電壓保持恒定，從而不會(huì)引起激光脈沖波形畸變。

3、通過種子光源發(fā)出可視為與主脈沖同發(fā)的前綴脈沖，前綴脈沖通過光電導(dǎo)開關(guān)調(diào)節(jié)普克爾盒電光開關(guān)的透射率，實(shí)現(xiàn)對(duì)同一發(fā)激光脈沖能量的精確控制，大大降低了激光脈沖發(fā)與發(fā)之間的能量起伏，同時(shí)不引起激光脈沖波形的畸變；

4、將主激光兩次通過普克爾盒電光開關(guān)，降低了普克爾盒電光開關(guān)的工作電壓，有利于激光脈沖能量的穩(wěn)定；

5、無需通過空間光路將主脈沖延遲，大大減小了裝置的體積。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)和光路示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的前綴脈沖和主脈沖時(shí)序關(guān)系及普克爾盒電光開關(guān)電壓變化示意圖；

圖3為本實(shí)用新型電路示意圖；

圖4為經(jīng)本實(shí)用新型實(shí)施例一穩(wěn)定前后的激光能量起伏圖；

圖5為經(jīng)本實(shí)用新型實(shí)施例一穩(wěn)定前后的脈沖波形圖。

圖中：1—種子光源，2—耦合器，3—偏振器一，4—法拉第磁旋光器，5—偏振器二，6—1/4波相位延遲器，7—普克爾盒電光開關(guān)，8—反射鏡，9—光強(qiáng)可調(diào)衰減器，10—光纖，11—光電導(dǎo)開關(guān)，12—削波開關(guān)。

具體實(shí)施方式