專(zhuān)利名稱(chēng)：啁啾脈沖放大激光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于大能量高功率超短脈沖激光領(lǐng)域，具體涉及一種啁啾脈沖放大激光裝置， 其目的是產(chǎn)生大能量高功率超短脈沖激光。
背景技術(shù)：
大能量高功率超短脈沖激光技術(shù)為研究慣性約束聚變和光與物質(zhì)作用等物理課題提供了 新的技術(shù)手段。目前獲得大能量高功率超短脈沖激光必須采用啁啾脈沖放大技術(shù)，已有技術(shù) 中啁啾脈沖放大的工作原理是，光柵展寬器將亞皮秒級(jí)短脈沖展寬為納秒級(jí)的啁啾脈沖，注 過(guò)釹玻璃放大器進(jìn)行能量放大，再將放大后的納秒級(jí)啁啾脈沖注入光柵壓縮器進(jìn)行脈沖壓縮 輸出皮秒或亞皮秒級(jí)短脈沖，從而獲得大能量高功率超短脈沖激光。已有技術(shù)中的啁啾脈沖放大裝置的壓縮器光柵由于光柵損傷閾值的原因，光柵面上的能 量密度具有一個(gè)上限，因此限制了裝置的輸出能量。壓縮器光柵上的光束投影面只充分利用 了光柵垂直于條紋方向的尺寸，卻很大程度的浪費(fèi)了平行于條紋方向的尺寸，有效面積占光 柵面積比例很低。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要在壓縮器光柵損傷閾值和尺寸相同的情況下，獲得比已有技術(shù)啁 啾脈沖放大更大能量更高功率超短脈沖激光。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種啁啾脈沖放大激光裝置，包括光柵展寬器、釹玻璃放大器和光柵壓縮器，三者依次 連接。在釹玻璃放大器和光柵壓縮器之間還設(shè)置有用于對(duì)激光脈沖進(jìn)行濾波、擴(kuò)束、光束整 型的空間濾波器與軟邊光闌組合。所述的空間濾波器由兩塊共焦透鏡和焦點(diǎn)位置上的小孔組成。所述的軟邊光闌設(shè)有橢圓形通光孔。光柵展寬器將亞皮秒級(jí)短脈沖展寬為納秒級(jí)啁啾脈沖并注過(guò)釹玻璃放大器進(jìn)行能量放 大，再將放大后的納秒級(jí)啁啾脈沖注入空間濾波器與軟邊光闌組合進(jìn)行濾波、擴(kuò)束、光束整 形。最后將整形后的橢圓光束截面納秒級(jí)啁啾脈沖注入光柵壓縮器輸出皮秒或亞皮秒級(jí)短脈 沖。本實(shí)用新型的空間濾波器與軟邊光闌組合對(duì)激光束進(jìn)行濾波、擴(kuò)束、光束整形，將激光 束截面從圓整形成橢圓，使橢圓長(zhǎng)軸平行于壓縮器光柵條紋，長(zhǎng)度上不超過(guò)光柵尺寸，短軸等于擴(kuò)束前圓光束截面半徑。這樣在壓縮器光柵上就可以提高光柵平行于條紋方向尺寸的利 用率，增大光柵有效面積，在相同損傷閥值和尺寸情況下輸出更大能量更高功率超短脈沖激 光。


圖1為本實(shí)用新型的啁啾脈沖放大激光裝置的結(jié)構(gòu)框圖圖2為本實(shí)用新型的啁啾脈沖放大激光裝置中的光柵壓縮器結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型的啁啾脈沖放大激光裝置中的壓縮器光柵有效面積使用情況示意圖圖中l(wèi).光柵展寬器 2.釹玻璃放大器 3.空間濾波器與軟邊光闌組合 4.光柵壓縮器 5.進(jìn)壓縮器光束截面 6.小光柵上光束投影面 7.大光柵上光束投影面小光柵(11、 14) 大光柵(12、 13)具體實(shí)施方式
圖1中，本實(shí)用新型啁啾脈沖放大激光裝置，由光柵展寬器l、釹玻璃放大器2、空間濾 波器與軟邊光闌組合3和光柵壓縮器4組成，光柵展寬器1、釹玻璃放大器2和光柵壓縮器4 依次連接，在釹玻璃放大器2和光柵壓縮器4之間設(shè)置用于對(duì)激光脈沖進(jìn)行濾波、擴(kuò)束、光 束整型的空間濾波器與軟邊光闌組合3。所述的軟邊光闌設(shè)有橢圓形通光孔。圖2為本實(shí)用新型的啁啾脈沖放大激光裝置中的光柵壓縮器結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，納秒級(jí) 啁啾脈沖依次經(jīng)過(guò)小光柵ll、大光柵12、大光柵13和小光柵14,完成脈沖壓縮過(guò)程輸出皮 秒或亞皮秒級(jí)短脈沖。其中小光柵11與大光柵12平行，大光柵13與小光柵14平行，兩組 平行光柵對(duì)反平行。圖3中，圖3a為進(jìn)壓縮器光束截面5，圖3b為小光柵上光束投影面6，圖3c為大光柵 上光束投影面7。本實(shí)用新型的具體工作過(guò)程如下光柵展寬器1將亞皮秒級(jí)短脈沖展寬為納秒級(jí)啁啾脈沖，注過(guò)釹玻璃放大器2進(jìn)行能量 放大，再將放大后的納秒級(jí)啁啾脈沖注入空間濾波器與軟邊光闌組合3進(jìn)行濾波、擴(kuò)束、光 束整形。將擴(kuò)束后的圓光束整形成橢圓光束，使其長(zhǎng)軸沿平行于后續(xù)光柵壓縮器4的光柵條 紋方向長(zhǎng)度上不超過(guò)光柵尺寸，短軸仍等于擴(kuò)束前圓光束截面半徑。最后將整形后的納秒級(jí) 啁啾脈沖注入光柵壓縮器4壓回皮秒或亞皮秒級(jí)短脈沖。由于光束整形提高了光柵沿條紋方 向尺寸的利用率，增大了光柵有效面積，從而在同樣光柵損傷閾值和尺寸的情況下可以獲得 比傳統(tǒng)啁啾脈沖放大技術(shù)更大能量更高功率超短脈沖激光。橢圓光束啁啾脈沖放大之后，可以通過(guò)改變聚焦拋物面鏡沿橢圓長(zhǎng)軸方向的曲率來(lái)得到 同傳統(tǒng)啁啾脈沖放大一致的圓形聚焦光斑，因此對(duì)物理試驗(yàn)不會(huì)帶來(lái)不良影響。
權(quán)利要求1.一種啁啾脈沖放大激光裝置，包括光柵展寬器(1)、釹玻璃放大器(2)和光柵壓縮器(4)，三者依次連接，其特征是還包括設(shè)置在釹玻璃放大器(2)和光柵壓縮器(4)之間用于對(duì)激光脈沖進(jìn)行濾波、擴(kuò)束、光束整型的空間濾波器與軟邊光闌組合(3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的啁啾脈沖放大激光裝置，其特征是所述的軟邊光闌設(shè)有橢圓形通光孔。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種啁啾脈沖放大激光裝置，由光柵展寬器、釹玻璃放大器、空間濾波器與軟邊光闌組合以及光柵壓縮器組成。本實(shí)用新型的釹玻璃放大器輸出的激光束經(jīng)過(guò)空間濾波器與軟邊光闌組合進(jìn)行擴(kuò)束、濾波、光束整形，從圓光束截面整形成橢圓光束截面，使其長(zhǎng)軸平行于壓縮器光柵條紋，長(zhǎng)度不超過(guò)壓縮器光柵尺寸，短軸仍等于擴(kuò)束前圓光束截面半徑。這樣在壓縮器光柵上就可以提高光柵平行于條紋方向尺寸的利用率，增大光柵有效面積，在相同光柵損傷閾值和尺寸情況下輸出更大能量高功率的超短脈沖激光。
文檔編號(hào)H01S3/10GK201118090SQ20072008093
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2007年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月29日
發(fā)明者李朝陽(yáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院上海激光等離子體研究所