[發(fā)明專利]一種寬帶光參量啁啾脈沖放大器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710316366.3
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN106911056B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘亥哲;李瑛;梁宇海;楊建龍;王世偉;范滇元
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;G02F1/39
• 代理公司: 深圳市恒申知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 王利彬

1.一種寬帶光參量啁啾脈沖放大器，其特征在于，所述寬帶光參量啁啾脈沖放大器包括：

脈沖激光展寬器，用于對入射的超短脈沖激光進行啁啾展寬，以使得到的啁啾脈沖激光的脈寬與入射的泵浦光的脈寬相同，所述啁啾脈沖激光進入光學耦合鏡；

所述光學耦合鏡，用于使所述啁啾脈沖激光與所述入射的泵浦光空間耦合；

擴/縮束系統(tǒng)，用于改變所述光學耦合鏡出射的所述啁啾脈沖激光與所述泵浦光的光斑口徑，經(jīng)光斑口徑調(diào)整的所述啁啾脈沖激光與所述泵浦光一同進入周期性極化晶體，通過調(diào)整所述擴/縮束系統(tǒng)的擴/縮束倍數(shù)，改變所述啁啾脈沖激光與所述泵浦光的光斑口徑，以實現(xiàn)對所述寬帶光參量啁啾脈沖放大器的增益帶寬的動態(tài)調(diào)控；

所述周期性極化晶體，用于基于入射的泵浦光對啁啾脈沖激光進行放大，同時生成閑頻光；及，所述周期性極化晶體包括依次相連的第一非線性區(qū)域、線性區(qū)域及第二非線性區(qū)域；其中，所述第一非線性區(qū)域與所述第二非線性區(qū)域均具有周期性疇反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，所述第一非線性區(qū)域的周期性疇反轉(zhuǎn)方向與所述啁啾脈沖激光傳輸方向的夾角為β，所述第二非線性區(qū)域的周期性疇反轉(zhuǎn)方向與所述啁啾脈沖激光傳輸方向的夾角為﹣β，以使所述第一非線性區(qū)域的疇結(jié)構(gòu)與所述第二非線性區(qū)域的疇結(jié)構(gòu)沿所述啁啾脈沖激光傳輸方向呈軸對稱，所述啁啾脈沖激光與所述泵浦光共線，所述閑頻光與所述啁啾脈沖激光和所述泵浦光之間的夾角為α，所述周期性極化晶體的極化周期Λ與夾角β以及夾角α之間為確定的映射關(guān)系，利用所述閑頻光與所述啁啾脈沖激光的非共線傳輸，將所述閑頻光從所述啁啾脈沖激光和所述泵浦光分離，以抑制所述寬帶光參量啁啾脈沖放大器進入飽和放大后的能量回流；及，在抑制能量回流的同時，所述夾角α等于滿足寬帶相位匹配所需的群速度匹配角Ω，以實現(xiàn)對所述啁啾脈沖激光的寬帶寬的光參量放大；放大的啁啾脈沖激光與殘余的泵浦光一同進入分光鏡；

所述分光鏡，用于對放大的啁啾脈沖激光與殘余的泵浦光進行分離，以確保僅有放大的啁啾脈沖激光進入脈沖激光壓縮器；

所述脈沖激光壓縮器，用于壓縮所述放大的啁啾脈沖激光的脈沖寬度，得到高峰值功率的超短脈沖激光。

2.如權(quán)利要求1所述的寬帶光參量啁啾脈沖放大器，其特征在于，所述周期性極化晶體的周期性疇反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)具有使kp、ks、ki和kg四路波矢構(gòu)成波矢四邊形的能力，其中，所述ks表示所述啁啾脈沖激光的波矢、所述kp表示所述泵浦光的波矢、所述ki表示所述閑頻光的波矢，所述kg表示所述周期性極化晶體的倒格矢，所述ks與所述kp共線。

3.如權(quán)利要求2所述的寬帶光參量啁啾脈沖放大器，其特征在于，所述周期性極化晶體的極化周期Λ與所述夾角β，基于夾角α、夾角β、和kg之間的映射關(guān)系以及所述夾角α進行設(shè)定，以使所述周期性極化晶體滿足相位匹配；其中，Λ＝2π/kg，所述夾角α表示所述閑頻光，與所述啁啾脈沖激光和泵浦光傳輸方向之間的夾角。

4.如權(quán)利要求1所述的寬帶光參量啁啾脈沖放大器，其特征在于，所述寬帶光參量啁啾脈沖放大器還包括窄帶皮秒激光器；

所述窄帶皮秒激光器，用于輸出泵浦光；

所述窄帶皮秒激光器輸出的泵浦光與所述展寬后得到的啁啾脈沖激光時間同步。

5.如權(quán)利要求1所述的寬帶光參量啁啾脈沖放大器，其特征在于，所述泵浦光與所述啁啾脈沖激光以共線正入射的方式，進入所述周期性極化晶體。