一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及到一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置，其结构包括有低相干宽带种子源、波导幅度调制器、任意波形发生器、光纤放大器、第一声光调制器、第一光纤准直器、起偏器，双折射晶体、检偏器、第二光纤准直器、光纤放大器和第二声光调制器，低相干宽带种子源连接波导幅度调制器输入端，波导幅度调制器的调制端口连接任意波形发生器，波导幅度调制器输出端连接光纤放大器；第一声光调制器与第一光纤准直器的尾纤相连，第一光纤准直器依次连接起偏器、双折射晶体和检偏器；第二光纤准直器的尾纤依次连接光纤放大器和第二声光调制器。本发明专利技术的装置可获得宽带低相干脉冲，脉冲宽度、形状、重复频率可以任意调节，光谱形状可调。

A Low Coherent Pulse Generator with Arbitrary Time Shaping and Spectral Shaping

The invention relates to a low coherence pulse generator for arbitrary time shaping and spectral shaping. Its structure includes a low coherence broadband seed source, a waveguide amplitude modulator, an arbitrary waveform generator, an optical fiber amplifier, a first acousto-optic modulator, a first optical fiber collimator, a polarizer, a birefringent crystal, a polarizer, a second optical fiber collimator, an optical fiber amplifier and a second acousto-optic tuning. The first acoustooptic modulator is connected with the tail of the first fiber collimator, and the first fiber collimator is connected with the polarizer, birefringent crystal and polarizer in turn. The tail fibers of the device are connected to the optical fiber amplifier and the second acoustooptic modulator in turn. The device of the invention can obtain broadband low coherence pulse, and the width, shape and repetition frequency of the pulse can be arbitrarily adjusted, and the spectral shape can be adjusted.

【技术实现步骤摘要】
一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置
本专利技术涉及到激光技术，特别涉及到一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置。
技术介绍
在高功率激光驱动惯性约束聚变（ICF）中，流体力学不稳定性和激光等离子体相互作用的不稳定性是实现ICF的关键难题。目前主要采取的抑制方法是束匀滑技术，其核心就是缩短靶面辐射场的相干度（包括时间相干性和空间相干性），使其小到能够有效抑制流体力学不稳定性和激光等离子体相互作用不稳定的程度。另外，精密的时间整形技术是高功率激光驱动器前端系统的关键技术之一，要求可以依据物理实验的需求，实现不同形状的高对比度脉冲。基于上述现有技术单一性的不足，迫切需要提出一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置，用以产生具有精密时间整形的宽带低相干脉冲，可以有效抑制散斑效应提高靶面辐照均匀性，并且可以满足物理实验对时间波形的要求，同时可以实现光谱整形用以补偿后续光路中钕玻璃放大器的增益窄化效应。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置。本专利技术的低相干脉冲产生装置用以获得宽带低相干脉冲，且该脉冲宽度、形状、重复频率可以任意调节，还要做到光谱形状可调。为了达到上述专利技术目的，本专利技术的技术解决方案是：一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置，该低相干脉冲产生装置结构上包括有低相干宽带种子源、波导幅度调制器、任意波形发生器、第一光纤放大器、第一声光调制器、第一光纤准直器、起偏器，双折射晶体、检偏器、第二光纤准直器、第二光纤放大器和第二声光调制器，所述低相干宽带种子源的输出端连接波导幅度调制器的输入端，所述波导幅度调制器的调制端口连接所述任意波形发生器的输出端，所述波导幅度调制器的输出端连接所述光纤放大器的输入端；所述第一光纤放大器的输出端连接所述第一声光调制器的输入端；所述第一声光调制器的输出端与所述第一光纤准直器的尾纤相连，所述第一光纤准直器依次连接起偏器、双折射晶体和检偏器；所述第二光纤准直器的尾纤与所述第二光纤放大器的输入端连接；所述第二光纤放大器的输出端连接至第二声光调制器的输入端；所述任意波形发生器、第一声光调制器和第二声光调制器三个器件时间上严格同步。在本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置中，所述的低相干宽带种子源或为超辐射发光二极管、或为自发辐射源，其输出端与所述的波导幅度调制器的输入端相连。波导幅度调制器的调制端口与任意波形发生器的输出端相连，任意波形发生器产生的任意整形电脉冲驱动波导幅度调制器对光脉冲时间波形进行任意整形。在本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置中，在进一步的具体选择中，所述超辐射发光二极管的中心波长为1050nm,光谱宽带大于50nm。在本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置中，所述第一光纤放大器和所述第一声光调制器数量至少为一个，或多个。在本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置中，所述第一光纤放大器的通光带宽大于20nm。在本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置中，所述双折射晶体或为石英晶体、或为钒酸钇晶体、或为方解石、或为a-BBO晶体。在本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置中，所述第二光纤放大器为大模场双包层光纤放大器，第二光纤放大器的数量至少为一个。在本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置中，所述低相干宽带种子源、波导幅度调制器、第一光纤放大器、第一声光调制器、第一光纤准直器、第二光纤准直器、第二光纤放大器和第二声光调制器之间均由单模保偏光纤连接。在本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置中，所述的第一光纤放大器的输入端与波导幅度调制器输出端相连，补偿堆积过程中能量的损失；所述的第一声光调制器输入端与第一光纤放大器输出端相连，用于抑制系统的自发辐射放大；所述的第一光纤准直器的尾纤与第一声光调制器输出端相连，将光束准直输出至自由空间，依次通过起偏器、双折射晶体、检偏器；所述起偏器为第一偏振片，检偏器为第二偏振片；所述的第二光纤准直器将经过检偏器的光束耦合入光纤中；所述的第二光纤准直器的尾纤可与第二光纤放大器连接，进行能量提升。基于上述技术方案，本专利技术专利任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置经过实践应用取得了如下技术优点：1．本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置通过特殊的器件选择和位置排列，可以同时实现脉冲时间波形和光谱分布的整形。2．本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置可以获得一种宽带马鞍型光谱分布，用于补偿钕玻璃放大过程的增益窄化，实现大能量宽带输出。3.本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置获得的脉冲有较低的时间相干性。附图说明图1是本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置的结构示意图。图2是本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置最终输出低相干脉冲的形状示例图。图3是本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置最终输出光谱分布图。图4是本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置时间相干性测量结果示意图。图中，1-低相干宽带种子源、2-波导幅度调制器、3-任意波形发生器、4-第一光纤放大器、5-第一声光调制器，6-第一光纤准直器，7-起偏器，8-双折射晶体，9-检偏器，10-第二光纤准直器，11-第二光纤放大器，12-第二声光调制器。具体实施方式下面我们结合附图和具体的实施例来对本专利技术任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解其结构组成和工作方式，但不能以此来限制本专利技术的保护范围。先请参阅图1，图1是本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置的结构示意图。本专利技术的低相干脉冲产生装置可用于抑制高功率激光驱动激光等离子体相互作用（LPI），可以灵活高效地产生能够进行任意时间波形整形和光谱整形的宽带低相干脉冲。由图1可见，本专利技术一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置的结构组成包括有：低相干宽带种子源1、波导幅度调制器2、任意波形发生器3、第一光纤放大器4、第一声光调制器5、第一光纤准直器6、第二光纤准直器10、起偏器7、双折射晶体8、检偏器9、第二光纤放大器11和第二声光调制器12。上述元部件的连接关系如下：上述的低相干宽带种子源1的输出端与波导幅度调制器2的输入端相连；所述的波导幅度调制器2的调制端口与任意波形发生器3的输出端相连；所述的第一光纤放大器4的输入端与波导幅度调制器2输出端相连；所述的第一声光调制器5输入端与第一光纤放大器4输出端相连；所述的第一光纤准直器6的尾纤与第一声光调制器输出端5相连，依次通过起偏器7、双折射晶体8、检偏器9；所述的第二光纤准直器10的尾纤与第二光纤放大器11的输入端连接；所述的第二声光调制器12输入端与第二光纤放大器11输出端相连；所述任意波形发生器3、第一声光调制器5和第二声光调制器12三个器件时间上严格同步。实施例1：本实施例是一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置。该低相干脉冲产生装置结构上包括有低相干宽带种子源1、波导幅度调制器2、任意波形发生器3、第一光纤放大器4、第一声光调制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置，其特征在于，该低相干脉冲产生装置结构上包括有低相干宽带种子源（1）、波导幅度调制器（2）、任意波形发生器（3）、第一光纤放大器（4）、第一声光调制器（5）、第一光纤准直器（6）、起偏器（7），双折射晶体（8）、检偏器（9）、第二光纤准直器（10）、第二光纤放大器（11）和第二声光调制器（12），所述低相干宽带种子源（1）的输出端连接波导幅度调制器（2）的输入端，所述波导幅度调制器（2）的调制端口连接所述任意波形发生器（3）的输出端，所述波导幅度调制器（2）的输出端连接所述第一光纤放大器（4）的输入端；所述第一光纤放大器（4）的输出端连接所述第一声光调制器（5）的输入端；所述第一声光调制器（5）的输出端与所述第一光纤准直器（6）的尾纤相连，所述第一光纤准直器（6）依次连接起偏器（7）、双折射晶体（8）和检偏器（9）；所述第二光纤准直器（10）的尾纤与所述第二光纤放大器（11）的输入端连接；所述第二光纤放大器（11）的输出端连接至第二声光调制器（12）的输入端；所述任意波形发生器（3）、第一声光调制器（5）和第二声光调制器（12）三个器件时间上严格同步。...

【技术特征摘要】
1.一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置，其特征在于，该低相干脉冲产生装置结构上包括有低相干宽带种子源（1）、波导幅度调制器（2）、任意波形发生器（3）、第一光纤放大器（4）、第一声光调制器（5）、第一光纤准直器（6）、起偏器（7），双折射晶体（8）、检偏器（9）、第二光纤准直器（10）、第二光纤放大器（11）和第二声光调制器（12），所述低相干宽带种子源（1）的输出端连接波导幅度调制器（2）的输入端，所述波导幅度调制器（2）的调制端口连接所述任意波形发生器（3）的输出端，所述波导幅度调制器（2）的输出端连接所述第一光纤放大器（4）的输入端；所述第一光纤放大器（4）的输出端连接所述第一声光调制器（5）的输入端；所述第一声光调制器（5）的输出端与所述第一光纤准直器（6）的尾纤相连，所述第一光纤准直器（6）依次连接起偏器（7）、双折射晶体（8）和检偏器（9）；所述第二光纤准直器（10）的尾纤与所述第二光纤放大器（11）的输入端连接；所述第二光纤放大器（11）的输出端连接至第二声光调制器（12）的输入端；所述任意波形发生器（3）、第一声光调制器（5）和第二声光调制器（12）三个器件时间上严格同步。2.根据权利要求1所述的一种任意时间整形和光谱整形的低相干脉冲产生装置，其特征在于，所述的低相干宽带种子源（1）或为超辐射发光二极管、或为自发辐射源。3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶大幸，高妍琦，崔勇，季来林，刘栋，赵晓晖，刘佳，李福建，冯伟，李小莉，曹兆栋，史海涛，单翀，隋展，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31