[發明專利]一種基于聲光效應的激光再生放大器

有效

• 申請號: 201911028348.0
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110768092B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 朱廣志;陳明翔;楊璟;朱曉;王海林
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01S3/081
• 分類號: H01S3/081;H01S3/10;H01S3/102
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種基于聲光效應的激光再生放大器，屬于激光再生放大領域，包括激光再生放大腔體、聲光合束/分束器、任意波形信號發生器、第一激光工作模塊和第二激光工作模塊；激光再生放大腔體用于提供激光往返路徑實現激光放大；聲光合束/分束器加載聲波，光束經過聲光合束/分束器與聲波發生聲光作用，實現合束或分束；任意波形信號發生器用于將第一頻率或第二頻率的聲波加載在聲光合束/分束器上，控制光束的傳輸方向；在腔體光干路上傳輸的光束具有聲光合束/分束器件的e偏振態；在第一光支路和第二光支路上傳輸的光束具有聲光合束/分束器件的o偏振態。本發明解決了現有再生放大器需設置偏振控制器以防止光脈沖原路返回的問題。

技術領域

本發明屬于激光再生放大領域，更具體地，涉及一種基于聲光效應的激光再生放大器。

背景技術

1985年出現的啁啾脈沖放大技術，提高了激光脈沖峰值功率，激光進入高強度發展階段，超短脈沖，高能量激光是現在強物理場的重要光源，再生放大技術是實現超短脈沖高能量輸出的必要手段。

再生放大技術可以采用電光效應或者聲光效應控制光脈沖的入腔與出腔，電光效應速度更快，但施加電壓很高，目前低電壓電光效應閾值較低，仍然處于研究階段；聲光效應相比于電光效應速度較慢，但所加電壓不必太高。

在再生放大領域，光脈沖入腔后往返多次，實現多次能量放大，脈沖放大到一定程度時，通過電光效應或聲光效應控制，脈沖出腔完成再生放大過程。但在一定條件下，光脈沖放大存在飽和情況，且重復頻率越高時，飽和越快，單脈沖能量無法達到很高。

同時，在再生放大領域，為了防止光脈沖出腔時原路返回對元器件造成損傷，解決該問題的方法目前主要有兩個，方法一，在進入離開腔體的光路上添加必要偏振隔離元件以及偏振控制元件，使得脈沖出腔時，控制偏振態與入腔時不同，通過偏振隔離元件時無法原路返回；方法二，在激光再生放大腔體中加入兩個電光效應或聲光效應裝置，光脈沖從裝置一中入腔，從裝置二中出腔，入腔與出腔的光路不同防止光路原路返回。兩種方式都增加了器件的復雜度，方法二同時增加了脈沖入腔/出腔控制難度。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于聲光效應的激光再生放大器，旨在解決現有的再生放大方法為了防止光脈沖原路返回而增加器件復雜度的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于聲光效應的激光再生放大器，包括：激光再生放大腔體、聲光合束/分束器、任意波形信號發生器、第一激光工作模塊和第二激光工作模塊；

工作狀態下，任意波形信號發生器將第一聲波和第二聲波加載在聲光合束/分束器后，光束經過聲光合束/分束器發生聲光相互作用形成“Y”字型光路；激光再生放大腔體包括第一反射鏡，第二反射鏡和第三反射鏡，“Y”字型光路包括腔體光干路、第一光支路和第二光支路；激光再生放大腔體的第一反射鏡位于腔體光干路的一端，第二反射鏡位于第一光支路的另一端；第三反射鏡位于第二光支路的另一端；第一光支路的一端、第二光支路的一端和腔體光干路的另一端構成節點；聲光合束/分束器位于節點處；聲光合束/分束器與第二反射鏡之間的距離和聲光合束/分束器與第三反射鏡之間的距離相等；第一激光工作模塊位于聲光合束/分束器與第二反射鏡之間；第二激光工作模塊位于聲光合束/分束器與第三反射鏡之間；

激光再生放大腔體用于通過提供激光往返路徑實現激光放大；聲光合束/分束器加載聲波，光束經過聲光合束/分束器與聲波發生聲光作用，實現合束或分束；任意波形信號發生器用于將第一頻率或第二頻率的聲波加載在聲光合束/分束器上，控制光束的傳輸方向；第一激光工作模塊和第二激光工作模塊用于對光束增益放大；

其中，在腔體光干路上傳輸的光束具有聲光合束/分束器件的e偏振態；在第一光支路和第二光支路上傳輸的光束具有聲光合束/分束器件的o偏振態。