基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，涉及激光脉冲放大技术领域，该基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统包括激光发射模块、分束模块、调光程模块和合束模块；分束模块设置在激光发射模块的后方，激光发射模块用于产生啁啾激光脉冲，分束模块用于将啁啾激光脉冲分成多束光路；调光程模块设置在分束模块的后方，且调光程模块设置在分束后的任意一条光路中，调光程模块用于调节该光路的光程；合束模块设置在调光程模块的后方，合束模块用于汇聚不同光程的啁啾激光脉冲，并将发生干涉后的啁啾激光脉冲发射出，改善了现有技术中啁啾激光脉冲在放大的过程中，光谱发生增益窄化等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统
本专利技术涉及激光脉冲放大
，尤其涉及一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统。
技术介绍
激光的诞生为人类提供了一种全新的可控光源，脉宽越来越短、强度越来越高是追求激光脉冲的目标之一。在先后经过调Q技术(Q-Swithing)、锁模技术(Mode-Locking)、以及碰撞锁模(CollisionMode-Locking)技术的发展后，激光脉冲的脉宽也逐步从纳秒(ns，10-9-10-10s)、皮秒(ps，10-12s)量级缩短到了飞秒(fs，10-15s)甚至阿妙(as，10-18s)量级。超短激光脉冲(ps量级及以下)具有极短的脉冲持续时间，可以在时间上集中光能，构成超高的峰值功率和电场强度，因而在诸如强场物理、材料物理、聚变快点火以及非线性光学等领域都有着广泛的应用。为了追求脉冲峰值功率的进一步提高，StricklandD.等人把微波波段的啁啾雷达技术引入激光脉冲放大领域，提出的啁啾脉冲放大(ChirpedPulseAmplification,CPA)技术已经成为当今时间上超短激光脉冲系统中脉冲能量放大的主要手段。尽管利用CPA技术已经较容易获得超高强度超短激光脉冲，但它仍然存在一些不可避免的缺陷，尤其是放大过程中的光谱增益窄化、增益饱和效应比较明显，影响再压缩后的脉冲达不到原来的宽度。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，以缓解现有技术中啁啾激光脉冲在放大的过程中，光谱发生增益窄化等技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供的一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，包括激光发射模块、分束模块、调光程模块和合束模块；所述分束模块设置在所述激光发射模块的后方，所述激光发射模块用于产生啁啾激光脉冲，所述分束模块用于将所述啁啾激光脉冲分成多束光路；所述调光程模块设置在所述分束模块的后方，且所述调光程模块设置在分束后的任意一条光路中，所述调光程模块用于调节该光路的光程；所述合束模块设置在所述调光程模块的后方，所述合束模块用于汇聚不同光程的所述啁啾激光脉冲，并将发生干涉后的所述啁啾激光脉冲发射出。进一步的，所述激光发射模块包括激光发射器和展宽器；所述激光发射器用于发射超短激光脉冲，所述展宽器用于将所述超短激光脉冲展宽形成所述啁啾激光脉冲。进一步的，所述分束模块包括第一分束镜；所述第一分束镜设置在所述展宽器的后方，所述第一分束镜用于将经所述展宽器形成的所述啁啾激光脉冲进行分束。进一步的，所述第一分束镜将所述啁啾激光脉冲分成两束光，所述两束光分别形成第一光路和第二光路；所述调光程模块设置在第一光路上。进一步的，所述调光程模块包括电光晶体和控制电源；所述控制电源用于向所述电光晶体加载电压，所述电压随时间的变化规律与所述啁啾激光脉冲的频率随时间变化的规律相同，所述电光晶体用于通过所述啁啾激光脉冲；所述电光晶体接收随时间变化的电压，所述电光晶体的折射率随所述电压的大小同步改变。进一步的，还包括第一反射镜；所述第一反射镜设置在第一光路上，且所述第一反射镜设置在所述调光程模块的后方。进一步的，还包括第二反射镜；所述第二反射镜设置在第二光路上，且设置在所述第一分束镜的后方。进一步的，所述合束模块包括第一合束镜；所述第一合束镜设置在所述第一反射镜以及所述第二反射镜的后方。进一步的，所述电光晶体的数量至少一个。进一步的，所述第一分束镜和所述第一合束镜均采用半透半反镜。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，包括激光发射模块，分束模块、调光程模块和合束模块；分束模块设置在激光发射模块的后方，激光发射模块用于发射啁啾激光脉冲，分束模块用于将啁啾激光脉冲分成多束光路；调光程模块设置在分束模块的后方，且调光程模块设置在分束后的任意一条光路中，调光程模块用于调节该光路的光程；合束模块设置在调光程模块的后方，合束模块用于汇聚不同光程的啁啾激光脉冲，并将汇聚干涉后的啁啾激光脉冲发射出；通过上述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，再利用啁啾激光脉冲的频率随时间线性变化的特点，将频谱分布为高斯函数形的啁啾激光脉冲经分束模块分成两路相同的光束，其中一路光束经过调光程模块改变光程，与另一路光束形成相位差，再通过合束模块将两路不同光程的光束汇聚干涉，并由合束模块发射出，从而实现对啁啾激光脉冲频谱的整形，形成具有新频谱的新光束，新光束能够再次经过与上述相同的处理方式再次得到不同光束；按照上述方式依次对啁啾激光脉冲经过多次的频谱整形操作，以达到最终所要求的具有中间凹型的整形频谱的啁啾激光脉冲，以补偿当啁啾激光脉冲经过钕玻璃或钛宝石等增益介质时，频谱的中间频率成分增益大，而两侧频率增益小的增益窄化效应，使之能够更有利于支持压缩后形成的更短的脉宽；同时，该系统不涉及非线性光学效应，光路调整简单、成本低廉，可得到用于克服啁啾脉冲放大过程中的光谱增益窄化效应的整形频谱。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统的光路示意图；图2为本专利技术提供的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统采用多组电光晶体的示意图；图3为本专利技术提供的啁啾激光脉冲频谱多次整形的示意图；图4为本专利技术提供的经基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统整形后的频谱对比图。图标：10-第一分束镜；20-电光晶体；30-控制电源；40-第一反射镜；50-第二反射镜；60-第一合束镜；100-基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1-4所示，本实施例提供的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统包括激光发射模块，分束模块、调光程模块和合束模块；分束模块设置在激光发射模块的后方，激光发射模块用于发射啁啾激光脉冲，分束模块用于将啁啾激光脉冲分成多束光路；调光程模块设置在分束模块的后方，且调光程模块设置在分束后的任意一条光路中，调光程模块通过自身折射率的改变调节该光路的光程，使得该光路与另外一束光路产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，其特征在于，包括激光发射模块、分束模块、调光程模块和合束模块；所述分束模块设置在所述激光发射模块的后方，所述激光发射模块用于产生啁啾激光脉冲，所述分束模块用于将所述啁啾激光脉冲分成多束光路；所述调光程模块设置在所述分束模块的后方，且所述调光程模块设置在分束后的任意一条光路中，所述调光程模块用于调节该光路的光程；所述合束模块设置在所述调光程模块的后方，所述合束模块用于汇聚不同光程的所述啁啾激光脉冲，并将发生干涉后的所述啁啾激光脉冲发射出。

【技术特征摘要】
1.一种基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统，其特征在于，包括激光发射模块、分束模块、调光程模块和合束模块；所述分束模块设置在所述激光发射模块的后方，所述激光发射模块用于产生啁啾激光脉冲，所述分束模块用于将所述啁啾激光脉冲分成多束光路；所述调光程模块设置在所述分束模块的后方，且所述调光程模块设置在分束后的任意一条光路中，所述调光程模块用于调节该光路的光程；所述合束模块设置在所述调光程模块的后方，所述合束模块用于汇聚不同光程的所述啁啾激光脉冲，并将发生干涉后的所述啁啾激光脉冲发射出。2.根据权利要求1所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统,其特征在于，所述激光发射模块包括激光发射器和展宽器；所述激光发射器用于发射超短激光脉冲，所述展宽器用于将所述超短激光脉冲展宽形成所述啁啾激光脉冲。3.根据权利要求2所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统,其特征在于，所述分束模块包括第一分束镜；所述第一分束镜设置在所述展宽器的后方，所述第一分束镜用于将经所述展宽器形成的所述啁啾激光脉冲进行分束。4.根据权利要求3所述的基于马赫增德尔干涉仪的啁啾激光脉冲频谱整形系统,其特征在于，所述第一分束镜将所述啁啾激光脉冲分成两束光，所述两束光分别形成第一光路和第二光路；所述调光程模块设置在第一光路...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶荣，吴显云，朱鸿成，范伟，
申请(专利权)人：成都师范学院，
类型：发明
国别省市：四川,51