[發明專利]一種能量與光束指向穩定控制的再生放大器及其控制方法

有效

• 申請號: 202011008051.0
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112117633B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 張鵬;石玉森;湯曉云;姜有恩;王江峰;曾沛穎;范薇;李學春
• 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: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/13;H01S3/23
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種能量與光束指向穩定控制的再生放大器，其特征在于，包含：

-光束耦合系統(1)，用于將輸入光傳輸至諧振腔(2)內，并將諧振腔(2)放大后的模式光束傳輸至腔外光束指向控制系統(3)；

-諧振腔(2)，用于接收所述光束耦合系統(1)傳輸的輸入光，使輸入光在腔內共振并放大，形成模式光束，同時控制所述模式光束的能量穩定；

-腔外光束指向控制系統(3)，用于接收經所述的光束耦合系統(1)傳輸的模式光束，并控制所述模式光束的指向穩定性；

所述的腔外光束指向控制系統(3)包括第一電控反射鏡(301)、第二電控反射鏡(302)、第一取樣反射鏡(303)、第二取樣反射鏡(304)、第一探測器(305)和第二探測器(306)；

所述的模式光束入射到所述第一電控反射鏡(301)，經該第一電控反射鏡(301)反射后，經所述的第二電控反射鏡(302)反射后，入射到第一取樣反射鏡(303)，經該第一取樣反射鏡(303)分為第一反射光和第一透射光，所述的第一透射光由第一探測器(305)探測，第一反射光經第二取樣反射鏡(304)分束后，分為第二反射光和第二透射光，所述的第二透射光由第二探測器(306)探測，所述的第二反射光作為指向穩定的模式光束輸出；

所述的光束耦合系統(1)包含第一偏振片(101)、二分之一波片(102)和法拉第旋光器(103)；

輸入光經所述的第一偏振片(101)透射后，形成第一類型線偏振光，依次經所述的二分之一波片(102)和法拉第旋光器(103)后，入射到所述的諧振腔(2)；

所述的諧振腔(2)包括第一端面反射鏡(201)、電光開關(202)、四分之一波片(203)、第二偏振片(204)、N個腔內光束指向控制放大組件(205-1、……、205-N)和第二端面反射鏡(206)，N≥1；

電光開關(202)處于關閉狀態：所述的第一類型線偏振光入射到所述的第二偏振片(204)，經該第二偏振片(204)透射后，依次經所述的四分之一波片(203)和電光開光(202)透射后，入射到所述的第一端面反射鏡(201)，經該第一端面反射鏡(201)反射后沿原路返回，依次經所述的電光開關(202)和四分之一波片(203)透射后，偏振方向旋轉90°，形成第二類型線偏振光，入射到所述的第二偏振片(204)；經該第二偏振片(204)反射，入射到腔內光束指向控制放大組件；

電光開關(202)處于打開狀態：第二類型線偏振光依次經由N個腔內光束指向控制放大組件(205-1……、205-N)的傳輸放大、模式變換和控制能量穩定后，入射到第二端面反射鏡(206)，經該第二端面反射鏡(206)反射后，沿原路返回至第一端面反射鏡(201)，并在所述的第一端面反射鏡(201)和第二端面反射鏡(206)間形成腔內振蕩光束，直至腔內振蕩光束放大到預設能量，形成模式光束；

電光開關(202)處于關閉狀態：模式光束經所述的第二偏振片(204)透射后，入射到所述的光束耦合系統(1)；

當N＝1時，所述的腔內光束指向控制放大組件，包括沿輸入光方向依次放置的第三電控反射鏡(PA-01)、第一光束傳輸模塊(PA-02)、激光放大與取樣模塊(PA-03)和第二光束傳輸模塊(PA-04)；或者，

第一光束傳輸模塊(PA-02)、第三電控反射鏡(PA-01)、激光放大與取樣模塊(PA-03)和第二光束傳輸模塊(PA-04)；或者，

第一光束傳輸模塊(PA-02)、激光放大與取樣模塊(PA-03)、第三電控反射鏡(PA-01)和第二光束傳輸模塊(PA-04)；或者，

第一光束傳輸模塊(PA-02)、激光放大與取樣模塊(PA-03)、第二光束傳輸模塊(PA-04)和第三電控反射鏡(PA-01)；或者，

第一光束傳輸模塊(PA-02)、激光放大與取樣模塊(PA-03)和第二光束傳輸模塊(PA-04)；

當N1時，所述的腔內光束指向控制放大組件，包括沿輸入光方向依次放置的第三電控反射鏡(PA-01)、第一光束傳輸模塊(PA-02)、激光放大與取樣模塊(PA-03)和第二光束傳輸模塊(PA-04)；或者，

第一光束傳輸模塊(PA-02)、第三電控反射鏡(PA-01)、激光放大與取樣模塊(PA-03)和第二光束傳輸模塊(PA-04)。