[發明專利]一種易散熱百皮秒激光放大方法

在審

• 申請號: 202110844596.3
• 申請日: 2021-07-26
• 公開（公告）號: CN113572012A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 賈養春;陳家康
• 申請（專利權）人: 南京佰福激光技術有限公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/113;H01S3/08;H01S3/16
• 代理公司: 安徽致至知識產權代理事務所(普通合伙) 34221
• 代理人: 陳文龍

1.一種易散熱百皮秒激光放大方法，其特征在于：所述放大方法包括以下步驟；

S1：脈寬壓窄

采用穩定百皮秒種子源，通過放大技術，實現百皮秒脈寬量級，幾百毫焦能量輸出的激光；

S2：種子源選擇

選擇合適長度的用NdYAG晶片以及CrYAG晶片，種子源采用NdYAG+CrYAG微片結構，利用被動調Q原理，使NdYAG+CrYAG微片結構可飽和吸收來調制；

S3：NdYAG+CrYAG微片結構預處理

將NdYAG晶片以及CrYAG晶片的兩端均通過加工設備做凹面處理，并在NdYAG晶片以及CrYAG晶片的兩端鍍膜；

S4：百皮秒種子源脈寬展寬

經過仿真計算和改進方案，在不改變種子源脈寬的前提下，降低種子源的輸出能量，使種子源產生的激光控制在180uJ能量以下；

S5：種子源的衍射光斑

采用衍射光闌對種子源進行補償，通過在系統內前后特定的位置上各加入兩片衍射光闌，實現平頂帽光斑輸出；

S6：百皮秒激光放大

通過光路設計，并選擇相應透鏡，通過三程放大，使種子源輸出激光放大，放大的結構采用整體模塊。

2.根據權利要求1所述的一種易散熱百皮秒激光放大方法，其特征在于：所述步驟S2中，NdYAG晶片以及CrYAG晶片均通過示波器選出，NdYAG晶片為300ps微片種子，CrYAG晶片均為500ps微片種子。

3.根據權利要求1所述的一種易散熱百皮秒激光放大方法，其特征在于：所述步驟S3中，NdYAG晶片兩端鍍膜為808nmHT1064HR，CrYAG晶片兩端鍍膜為808nmHT1064PR。

4.根據權利要求1所述的一種易散熱百皮秒激光放大方法，其特征在于：所述步驟S6中，種子源輸出激光放大由180uJ放大到500mJ，整體模塊包括氙燈和兩個NdYAG晶體，通過玻片和偏振片配合，使激光通過兩個NdYAG晶體進行三程放大。

5.根據權利要求1所述的一種易散熱百皮秒激光放大方法，其特征在于：所述步驟S1中，采用多級放大結構時，上一級的出射的脈沖為下一級的入射脈沖，即可迭代放大方程獲得最終結果。

6.根據權利要求1所述的一種易散熱百皮秒激光放大方法，其特征在于：所述步驟S1中，由激光振蕩器產生一個種子脈沖，在放大前，應用光纖或光柵對脈沖時域展寬，得到峰值功率低、寬脈寬的脈沖，展寬后的脈沖相較于短脈沖可以在放大器中獲得更多的能量，脈沖在單級或多級、單程或多程放大器中充分提取能量后，利用光柵對壓縮器將脈沖壓縮回原寬度，獲得高峰值功率的放大脈沖。

7.根據權利要求1所述的一種易散熱百皮秒激光放大方法，其特征在于：所述步驟S1中，脈沖放大池長為L，產生的stokes光和泵浦光以相反的方向分別從布里淵放大池兩端入射，在介質中相遇并相互作用，產生電致伸縮力使介質內部密度出現起伏變化，形成聲子場。

8.根據權利要求7所述的一種易散熱百皮秒激光放大方法，其特征在于：所述聲子場為移動光柵，將泵浦光的能量轉化到stokes種子光上，使stokes種子光放大，相互作用后，被放大的stokes種子光從Z＝0端出射，能量被抽取的泵浦光從Z＝L端出射。

9.根據權利要求1所述的一種易散熱百皮秒激光放大方法，其特征在于：所述步驟S6中，放大脈沖的峰值功率較小時，脈沖的能量和峰值功率放大較高的倍數，激光脈沖總的能量提取率小，放大過程中反轉粒子數消耗較少，脈沖的能量隨傳輸距離指數增長。

10.根據權利要求1所述的一種易散熱百皮秒激光放大方法，其特征在于：所述步驟S6中，放大脈沖的峰值功率較大時，激光脈沖對能量的提取大，隨著傳輸長度的增加，介質中的反轉粒子被迅速消耗，脈沖能量和峰值功率便不再成指數增長。