[實用新型]脈沖分割放大結構

有效

• 申請號: 201820877662.0
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN208189970U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 楊立梅;陳貽凡;黃偉;張巍巍;李豐;曹萌
• 申請（專利權）人: 蕪湖安瑞激光科技有限公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/11
• 代理公司: 常州興瑞專利代理事務所(普通合伙) 32308
• 代理人: 肖興坤

本實用新型公開了一種脈沖分割放大結構，脈沖分割放大結構包括用于產生具有第一偏振模式的脈沖串的脈沖串產生器件、放大器通道組、偏振旋轉組件、偏振分束器和偏振旋轉器件；放大器通道組包括第一放大器通道和第二放大器通道，所述第一放大器通道用于對脈沖串產生器件輸出的一路脈沖串進行放大，形成具有第一偏振模式的第一放大脈沖串，所述第二放大器通道用于對脈沖串產生器件輸出的另一路脈沖串進行放大，形成具有第一偏振模式的第二放大脈沖串，所述第一放大器通道具有第一相位控制器件，所述第二放大器通道具有第二相位控制器件。本實用新型對延遲線的尺寸沒有要求，而且可獨立控制振幅和相位。

技術領域

本實用新型涉及一種脈沖分割放大結構。

背景技術

目前，高功率超短脈沖激光器在工業精密加工、生物醫學、國防工業、科學研究等領域有著廣泛的應用。超短脈沖激光器隨著光強的不斷增加，拓展了新的應用領域：粒子加速、高次諧波的產生。

為抑制光纖中非線性效應，獲得高峰值功率，超短脈沖激光輸出，常用的解決方案是啁啾脈沖放大(CPA)技術。通常在振蕩器和放大器之間引入色散型光學元器件將超短脈沖在時域上展寬，然后將展寬的長脈沖耦合到放大器中進行功率放大，最后再通過抗損傷閾值極高的光柵進行脈沖壓縮。在光纖激光器中，大幅增加峰值功率的解決方案是將小芯徑高數值孔徑(NA)的光纖換成大模場面積低數值孔徑的光纖。目前，脈沖空間和時間分割放大(DPA)技術，是實現高重復頻率和高脈沖能量的有效途徑，將該技術與啁啾脈沖放大(CPA)、相干光束合成(CBC)等技術結合，有可能得到高出CPA若干數量級的脈沖能量，同時保持高重復頻率。

傳統的DPA技術，是將脈沖在時域上分割，經過時間延遲，然后重新合成。2013年德國耶拿大學的研究人員提出主動控制脈沖分割放大(ADPA)技術方案，該方案采用兩套獨立的器件，將脈沖分割和合成分開。

在傳統的DPA方法中，單個脈沖經過N個光延遲線后在時域上被分割成成2N個脈沖，獲得較低的脈沖峰值強度。如圖1所示，單脈沖經過兩次時域分割，分解成4個子脈沖。圖右側的單脈沖以45°角線性偏振，即它包括相等量的p和s偏振。向左側傳播脈沖時，偏振分束器PBS 2透射p偏振分量，而s偏振分量反射到延遲線DL 2中。因此s偏振部分被延遲，并且由PBS 2第二次反射，將其排列在先前透射的p偏振分量之后。由于兩個脈沖是正交偏振的，因此用半波片(HWP)旋轉45°可以通過PBS 1再次分離它們的p偏振分量和s偏振分量，從而將s偏振的部分發送到DL1。DL1長度是DL2長度的一半，如此便產生了交替正交偏振和不同相位的四個脈沖。相反的方向(從圖1左側到右側)，以上四個具有不同的偏振和相位模式的脈沖，經過對應的延遲路徑，被合并成一個單個脈沖。在ADPA中，分割和合成級是分開的，需要兩組延遲線。

這種方式有如下缺點：

1、光延遲線的尺寸和數量使得系統更加復雜。

2、在放大過程中，有源光纖中的能量大部分會被提取，發生增益飽和會導致各個脈沖經歷不同的放大，從而導致脈沖之間的振幅和非線性相位不匹配，影響后續的合成。

3、振幅和非線性相位不能獨立形成，振幅和/或相位失配不能100％得到補償。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種脈沖分割放大結構，它對延遲線的尺寸沒有要求，而且可獨立控制振幅和相位。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種脈沖分割放大結構，它包括：

用于產生具有第一偏振模式的脈沖串的脈沖串產生器件；