[發明專利]一種重頻啁啾脈沖放大激光時域分光系統及其分光方法

有效

• 申請號: 201910926298.1
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110783807B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 趙研英;耿易星;盧海洋
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/108
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

本發明公開了一種重頻啁啾脈沖放大激光時域分光系統及其分光方法。本發明采用分光裝置，通過改變分光裝置中普克爾盒的電壓狀態，改變激光脈沖的偏振狀態，從而分成交替輸出第一光束和第二光束，實現時域分光；并結合第一和第二全能量衰減器使兩路激光可自行調節能量；本發明的重頻啁啾脈沖放大激光時域分光系統在保持峰值功率不變的情況下，能夠同時輸入到多個靶場使用，極大提高激光的使用率和機時；本發明的分光裝置可作為回光隔離系統，有效隔離打靶造成的回光，極大保護激光系統。

技術領域

本發明涉及激光領域，具體涉及一種重頻啁啾脈沖放大激光時域分光系統及其分光方法。

背景技術

自啁啾激光脈沖放大(CPA)提出后，激光器的峰值功率飛躍發展，激光脈沖峰值功率可達數PW(10¹⁵W)，激光光強可達10²²W/cm²。這類強場激光被廣泛應用于激光等離子相互作用中。

常見的CPA技術如圖1所示，一個振蕩器產生超短脈沖(脈沖寬度通常為皮秒ps或飛秒fs量級)作為種子源，經過展寬器對脈沖進行時間展寬后獲得長脈沖(脈寬長度幾十皮秒到納秒量級，具體展寬后的脈寬長度取決于最終需要放大的能量)，利用放大器組對已經展寬的長脈沖進行能量放大獲得高能量脈沖，高能量的激光脈沖最后通過壓縮器將脈沖的時間尺度壓縮到最小(回到種子源的脈寬量級)從而獲得高峰值功率的強場激光脈沖。

目前百TW(10¹²W)以及PW(10¹⁵W)激光重復頻率可以做到10Hz，然而對于很多應用，尤其是實驗室的應用還停留在單發，即使使用先進的打靶技術，固體靶實驗中打靶頻率通常也在1Hz。如10Hz的激光應用于1Hz的打靶中，意味著10發激光僅有1發激光被使用，這對激光資源而言是極大的浪費。且百TW或PW激光的成本極高，如若能將一套這樣的激光系統在保持峰值功率不變的情況下同時輸入到多個靶場使用，這將極大提高激光的使用率和機時。

發明內容

針對以上現有技術中存在的問題，本發明提出了一種重頻啁啾脈沖放大激光時域分光系統及其分光方法。

本發明的一個目的在于提出一種重頻啁啾脈沖放大激光時域分光系統。

啁啾激光脈沖放大系統包括依次連接的振蕩器、展寬器、放大器組和壓縮器；振蕩器產生皮秒或飛秒量級的超短脈沖作為種子光，經過展寬器對激光脈沖串進行時間展寬后獲得長激光脈沖串，再經過放大器組對已經展寬的長激光脈沖串進行能量放大獲得高能量激光脈沖串，高能量激光脈沖串最后通過壓縮器將激光脈沖的時間尺度壓縮回到種子光的脈寬量級，從而獲得高峰值功率的強場激光脈沖串；放大器組包括第一放大器和第二放大器。