一种基于声光效应的激光再生放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于声光效应的激光再生放大器，属于激光再生放大领域，包括激光再生放大腔体、声光合束/分束器、任意波形信号发生器、第一激光工作模块和第二激光工作模块；激光再生放大腔体用于提供激光往返路径实现激光放大；声光合束/分束器加载声波，光束经过声光合束/分束器与声波发生声光作用，实现合束或分束；任意波形信号发生器用于将第一频率或第二频率的声波加载在声光合束/分束器上，控制光束的传输方向；在腔体光干路上传输的光束具有声光合束/分束器件的e偏振态；在第一光支路和第二光支路上传输的光束具有声光合束/分束器件的o偏振态。本发明专利技术解决了现有再生放大器需设置偏振控制器以防止光脉冲原路返回的问题。

A laser regenerative amplifier based on acoustooptic effect

【技术实现步骤摘要】
一种基于声光效应的激光再生放大器
本专利技术属于激光再生放大领域，更具体地，涉及一种基于声光效应的激光再生放大器。
技术介绍
1985年出现的啁啾脉冲放大技术，提高了激光脉冲峰值功率，激光进入高强度发展阶段，超短脉冲，高能量激光是现在强物理场的重要光源，再生放大技术是实现超短脉冲高能量输出的必要手段。再生放大技术可以采用电光效应或者声光效应控制光脉冲的入腔与出腔，电光效应速度更快，但施加电压很高，目前低电压电光效应阈值较低，仍然处于研究阶段；声光效应相比于电光效应速度较慢，但所加电压不必太高。在再生放大领域，光脉冲入腔后往返多次，实现多次能量放大，脉冲放大到一定程度时，通过电光效应或声光效应控制，脉冲出腔完成再生放大过程。但在一定条件下，光脉冲放大存在饱和情况，且重复频率越高时，饱和越快，单脉冲能量无法达到很高。同时，在再生放大领域，为了防止光脉冲出腔时原路返回对元器件造成损伤，解决该问题的方法目前主要有两个，方法一，在进入离开腔体的光路上添加必要偏振隔离元件以及偏振控制元件，使得脉冲出腔时，控制偏振态与入腔时不同，通过偏振隔离元件时无法原路返回；方法二，在激光再生放大腔体中加入两个电光效应或声光效应装置，光脉冲从装置一中入腔，从装置二中出腔，入腔与出腔的光路不同防止光路原路返回。两种方式都增加了器件的复杂度，方法二同时增加了脉冲入腔/出腔控制难度。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于声光效应的激光再生放大器，旨在解决现有的再生放大方法为了防止光脉冲原路返回而增加器件复杂度的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于声光效应的激光再生放大器，包括：激光再生放大腔体、声光合束/分束器、任意波形信号发生器、第一激光工作模块和第二激光工作模块；工作状态下，任意波形信号发生器将第一声波和第二声波加载在声光合束/分束器后，光束经过声光合束/分束器发生声光相互作用形成“Y”字型光路；激光再生放大腔体包括第一反射镜，第二反射镜和第三反射镜，“Y”字型光路包括腔体光干路、第一光支路和第二光支路；激光再生放大腔体的第一反射镜位于腔体光干路的一端，第二反射镜位于第一光支路的另一端；第三反射镜位于第二光支路的另一端；第一光支路的一端、第二光支路的一端和腔体光干路的另一端构成节点；声光合束/分束器位于节点处；声光合束/分束器与第二反射镜之间的距离和声光合束/分束器与第三反射镜之间的距离相等；第一激光工作模块位于声光合束/分束器与第二反射镜之间；第二激光工作模块位于声光合束/分束器与第三反射镜之间；激光再生放大腔体用于通过提供激光往返路径实现激光放大；声光合束/分束器加载声波，光束经过声光合束/分束器与声波发生声光作用，实现合束或分束；任意波形信号发生器用于将第一频率或第二频率的声波加载在声光合束/分束器上，控制光束的传输方向；第一激光工作模块和第二激光工作模块用于对光束增益放大；其中，在腔体光干路上传输的光束具有声光合束/分束器件的e偏振态；在第一光支路和第二光支路上传输的光束具有声光合束/分束器件的o偏振态。优选地，基于声光效应的激光再生放大器还包括偏振控制器，放置于腔体光干路；或腔体光干路、第一光支路和第二光支路；或第一光支路和第二光支路；放置于所述腔体光干路的偏振控制器用于透过具有声光合束/分束器的e偏振态的光束；放置于所述腔体光支路的偏振控制器用于透过具有声光合束/分束器的o偏振态的光束。优选地，任意波形信号发生器加载第一频率声波和第二频率声波时，具有声光合束/分束器e偏振态的光束进入腔体光干路，经声光合束/分束器后产生偏转角不同的两束具有声光合束/分束器o偏振态衍射光分别进入第一光支路和第二光支路，实现分束。优选地，任意波形信号发生器加载第一频率声波和第二频率声波时，具有声光合束/分束器o偏振态的两光束分别进入第一光支路和第二光支路，经声光合束/分束器后，在腔体光干路上形成一束具有声光合束/分束器e偏振态的光束，实现合束。优选地，任意波形信号发生器加载第一频率声波时，进入第一光支路的具有声光合束/分束器o偏振态的光束，经过声光合束/分束器发生偏转，形成具有声光合束/分束器e偏振态的光束进入腔体光干路。优选地，具有声光合束/分束器o偏振态光束进入腔体光干路，声光合束/分束器交替加载第一频率和第二频率的声波，经声光合束/分束器的光束交替进入第一光支路和第二光支路。优选地，具有声光合束/分束器o偏振态光束进入腔体光干路，同时加载在声光合束/分束器上的第一频率和第二频率的声波功率不相等时，进入第一光支路的光束与进入第二光支路的光束能量占比不同。优选地，偏振控制器为布鲁斯特片。优选地，声光合束/分束器为氧化碲晶体。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：(1)本专利技术提供的基于声光效应的激光再生放大器，具有三个脉冲输入输出端口，根据控制声光合束/分束器上加载特定频率的声波，可以实现不同的端口输入与输出，功能实现灵活多变，且解决了现有再生放大器外部需设置偏振控制器以防止光脉冲原路返回的问题。(2)本专利技术利用声光合束/分束器，光脉冲能量可分离至第一光支路和第二光支路中各自进行再生放大，输出时再将两支路光脉冲合为一个光脉冲，整个过程相当于实现了在高重复频率的条件下提升了光脉冲的作用。附图说明图1是实施例1提供的一种基于声光效应的光脉冲再生放大器；图2是实施例2提供的一种基于声光效应的光脉冲再生放大器；图3是实施例3提供的一种基于声光效应的光脉冲再生放大器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种基于声光效应的激光再生放大器，包括：激光再生放大腔体、声光合束/分束器、任意波形信号发生器、第一激光工作模块和第二激光工作模块；工作状态下，任意波形信号发生器将第一声波和第二声波加载在声光合束/分束器后，光束经过声光合束/分束器发生声光相互作用形成“Y”字型光路；激光再生放大腔体包括第一反射镜，第二反射镜和第三反射镜，“Y”字型光路包括腔体光干路、第一光支路和第二光支路；激光再生放大腔体的第一反射镜位于腔体光干路的一端，第二反射镜位于第一光支路的另一端；第三反射镜位于第二光支路的另一端；第一光支路的一端、第二光支路的一端和腔体光干路的另一端构成节点；声光合束/分束器位于节点处；声光合束/分束器与第二反射镜之间的距离和声光合束/分束器与第三反射镜之间的距离相等；第一激光工作模块位于声光合束/分束器与第二反射镜之间；第二激光工作模块位于声光合束/分束器与第三反射镜之间；激光再生放大腔体用于通过提供激光往返路径实现激光放大；声光合束/分束器加载声波，光束经过声光合束/分束器与声波发生声光作用，实现合束或分束；任意波形信号发生器用于将第一频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声光效应的激光再生放大器，其特征在于，包括：激光再生放大腔体、声光合束/分束器、任意波形信号发生器、第一激光工作模块和第二激光工作模块；/n工作状态下，所述任意波形信号发生器将第一声波和第二声波加载在所述声光合束/分束器后，光束经过所述声光合束/分束器发生声光作用形成“Y”字型光路；所述“Y”字型光路包括腔体光干路、第一光支路和第二光支路；所述激光再生放大腔体包括第一反射镜，第二反射镜和第三反射镜，分别位于腔体光干路的一端、第一光支路的另一端和第二光支路的另一端；第一光支路的一端、第二光支路的一端和腔体光干路的另一端构成节点；所述声光合束/分束器位于节点处；所述第一光支路和所述第二光支路长度相等；所述第一激光工作模块位于所述声光合束/分束器与所述第二反射镜之间；所述第二激光工作模块位于所述声光合束/分束器与所述第三反射镜之间；/n所述激光再生放大腔体用于提供光束往返路径实现激光放大；所述声光合束/分束器加载声波，光束经过声光合束/分束器与声波发生声光作用，实现合束或分束；所述任意波形信号发生器用于将第一频率或第二频率的声波加载在声光合束/分束器上，控制光束的传输方向；所述第一激光工作模块和所述第二激光工作模块用于对光束增益放大；/n其中，在所述腔体光干路、所述第一光支路和所述第二光支路上传输的光束分别具有声光合束/分束器件的e偏振态、o偏振态和o偏振态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于声光效应的激光再生放大器，其特征在于，包括：激光再生放大腔体、声光合束/分束器、任意波形信号发生器、第一激光工作模块和第二激光工作模块；
工作状态下，所述任意波形信号发生器将第一声波和第二声波加载在所述声光合束/分束器后，光束经过所述声光合束/分束器发生声光作用形成“Y”字型光路；所述“Y”字型光路包括腔体光干路、第一光支路和第二光支路；所述激光再生放大腔体包括第一反射镜，第二反射镜和第三反射镜，分别位于腔体光干路的一端、第一光支路的另一端和第二光支路的另一端；第一光支路的一端、第二光支路的一端和腔体光干路的另一端构成节点；所述声光合束/分束器位于节点处；所述第一光支路和所述第二光支路长度相等；所述第一激光工作模块位于所述声光合束/分束器与所述第二反射镜之间；所述第二激光工作模块位于所述声光合束/分束器与所述第三反射镜之间；
所述激光再生放大腔体用于提供光束往返路径实现激光放大；所述声光合束/分束器加载声波，光束经过声光合束/分束器与声波发生声光作用，实现合束或分束；所述任意波形信号发生器用于将第一频率或第二频率的声波加载在声光合束/分束器上，控制光束的传输方向；所述第一激光工作模块和所述第二激光工作模块用于对光束增益放大；
其中，在所述腔体光干路、所述第一光支路和所述第二光支路上传输的光束分别具有声光合束/分束器件的e偏振态、o偏振态和o偏振态。


2.根据权利要求1所述的激光再生放大器，其特征在于，还包括偏振控制器，放置于所述腔体光干路；或所述腔体光干路、所述第一光支路和所述第二光支路；或所述第一光支路和所述第二光支路；
放置于所述腔体光干路的偏振控制器用于透过具有声光合束/分束器的e偏振态的光束；放置于所述腔体光支路的偏振控制器用于透过具有声光合束/分束器的o偏振态的光束。


3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱广志，陈明翔，杨璟，朱晓，王海林，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42