[發明專利]一種用于準分子激光器的低抖動精確延時同步觸發系統

在審

• 申請號: 202110689806.6
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113572460A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 游利兵;胡澤雄;方曉東;寸超;王宏偉;范軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H03K17/0424
• 分類號: H03K17/0424
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發明公開了一種用于準分子激光器的低抖動精確延時同步觸發系統，采用FPGA計數器延時與可編程延時芯片細延時相結合的延時方式，利用時間間隔測量芯片對外部觸發信號與FPGA主時鐘時間間隔進行測量并通過細延時進行抖動補償，同時利用另一片時間間隔測量芯片對實際延時時間進行測量，即外部觸發信號與輸出的精確延時觸發信號之間的時間間隔進行測量，與設定延時時間進行比較，通過FPGA調整延時時間，實現延時時間的閉環控制。

技術領域

本發明涉及延時同步技術領域，尤其是一種用于準分子激光器的低抖動精確延時同步觸發系統。

背景技術

紫外飛秒激光的高能量、高分辨、高峰值功率密度等特性極大地推動了超短脈沖在諸多領域的應用。目前主流的紫外飛秒激光產生方式是通過將紅外飛秒激光或者近紅外飛秒激光經過非線性倍頻晶體的方式一次或多次進行頻率轉換后實現紫外飛秒激光的輸出。但這種方式產生的紫外飛秒激光單脈沖能量較低，一般為微焦量級。準分子激光由于其寬頻帶和工作介質密度低等特性使其在放大超短脈沖方面表現出獨特的優勢。將固體摻鈦藍寶石激光器輸出的紅外飛秒脈沖進行頻率轉換或者將其進行放大之后再利用頻率轉換技術得到的紫外脈沖激光作為種子光，利用準分子激光實現放大，可將微焦量級飛秒紫外激光脈沖放大到毫焦級大能量輸出。而準分子激光作為放大器實現對種子光的放大，要求飛秒激光器和準分子激光器在時間上精確同步，即種子光與準分子激光的快放電同步，使得種子光進入準分子激光器時處于最佳增益狀態。

目前，關于準分子激光的精確延時同步裝置一般是通過內觸發方式，由裝置自行發出兩路脈沖信號控制兩臺設備。但是，針對準分子激光與其他設備之間外觸發脈沖的高精度延時同步系統的研發目前尚未有深入的研究。

發明內容

為了克服上述現有技術中的缺陷，本發明提供一種用于準分子激光器的低抖動精確延時同步觸發系統，能夠在較大的延時范圍內實現精確的延時步進調節，且降低了系統的輸出抖動。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案，包括：

一種用于準分子激光器的低抖動精確延時同步觸發系統，包括：主控模塊、細延時模塊、第一時間間隔測量模塊；

所述主控模塊、第一時間間隔測量模塊分別對外部觸發信號進行接收；

所述主控模塊用于對延時時間進行分配，分為粗延時時間和細延時時間；

所述主控模塊用于對外部觸發信號進行粗延時，得到粗延時信號，并將粗延時信號發送給細延時模塊；

所述主控模塊將其主時鐘信號發送給第一時間間隔測量模塊；

所述第一時間間隔測量模塊測量外部觸發信號與主控模塊的主時鐘信號之間的相位抖動，得到相位抖動數據，將相位抖動數據通過主控模塊發送給細延時模塊；

所述細延時模塊根據相位抖動數據對粗延時信號進行細延時，得到細延時信號。

系統還包括：第二時間間隔測量模塊；

所述第二時間間隔測量模塊對外部觸發信號進行接收；

所述細延時模塊將細延時信號發送給第二時間間隔測量模塊；

所述第二時間間隔測量模塊測量外部觸發信號與細延時信號之間的時間間隔，得到實際延時時間，并將實際延時時間發送給主控模塊；

所述主控模塊將實際延時時間與設定延時時間進行比較，得到延時誤差，并根據該延時誤差調節下一次的粗延時時間和/或細延時時間。

系統還包括：光電轉換模塊；

所述光電轉換模塊接收外部觸發信號，用于對光信號形式的外部觸發信號轉換為電信號形式的外部觸發信號，并將電信號形式的外部觸發信號分別發送給主控模塊、第一時間間隔測量模塊。

系統還包括：電光轉換模塊；