[發明專利]一種產生飛秒種子光的系統和方法

在審

• 申請號: 201810059540.5
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN110071421A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 許毅;冷雨欣;於林鵬;李妍妍;劉彥祺
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/108
• 分類號: H01S3/108;H01S3/109;H01S3/10
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 姜龍;唐雪嬌

一種產生飛秒種子光的系統和方法，包括信號光源、泵浦光源、信號光產生模塊和泵浦光產生模塊，信號光產生模塊包括交叉偏振波產生裝置(3)和光參量放大裝置(6)；泵浦光產生模塊包括延時裝置(4)和倍頻裝置(5)；信號光源輸出光束經過交叉偏振波產生裝置后作為信號光(100)進入光參量放大裝置，泵浦光源輸出光束經過延時裝置、倍頻裝置后作為泵浦光(200)進入光參量放大裝置，信號光(100)、泵浦光(200)經過光參量放大裝置產生閑頻光(300)，閑頻光(300)作為種子光。本發明將交叉偏振波產生與飛秒光參量放大結合產生閑頻光作為種子光，無需空心光纖進行整形，無需引入真空系統，具有結構簡單、調節方便、高效易行特點。

技術領域

本發明涉及超短激光脈沖領域，特別是一種產生飛秒種子光的系統和方法，基于交叉偏振波產生和飛秒光參量放大中的閑頻光來提升啁啾脈沖放大裝置對比度。

背景技術

啁啾脈沖放大(CPA)技術的發明為超短超強激光開辟了新的道路。自二十世紀九十年代以來，CPA技術得到了迅猛的發展，目前世界上很多研究機構都已建立起了基于啁啾脈沖放大技術的數百太瓦(TW)甚至數拍瓦(PW)量級的激光裝置。如此高峰值功率的激光裝置為人類提供了前所未有的實驗手段與極端物理條件，有利于深入地研究客觀世界規律。然而在如此高的峰值功率下，激光與物質相互作用時，脈沖前沿強度較大的噪聲可能會先于主脈沖與靶面發生作用，產生預等離子體，從而破壞激光與物質相互作用的物理機制。這就使得激光脈沖時域信噪比(定義為主脈沖強度與預脈沖強度之比)的重要性越來越突出。

脈沖對比度問題在近年來已經廣泛地引起了各大研究機構的關注，各種用于對比度提升的脈沖凈化技術也相應誕生。其中，基于展寬器前的脈沖凈化技術因其卓越的性能而獲得廣泛使用。目前，提升激光脈沖對比度的方法有可飽和吸收體技術(SA)、交叉偏振波(XPW)、飛秒光參量放大(OPA)、等離子體鏡等。這些技術各有優缺點，例如可飽和吸收體技術是一種簡單傳統的方法，但是提升對比度能力不強，只能提升1-2個數量級；利用等離子體鏡提升對比度轉化效率較低，參數難于控制，而且成本高，一般將對比度提升2-3個數量級；交叉偏振波產生技術近年來發展較快，該技術簡單易行，可展寬光譜，但信噪比提升能力受限于檢偏器的消光比，同時轉換效率較低下，輸出能量較低，一般可將對比度提升4-5個數量級；飛秒光學參量放大技術擺脫了偏振片消光比的限制，獲得大能量穩定輸出，但飛秒光參量放大技術的對比度提升能力會受限于放大增益。

發明內容