用于非共线参量放大光路的自动监控装置及其自动监控方法制造方法及图纸

一种用于非共线参量放大光路中维持系统稳定工作的自动监控装置与自动监控方法。通过对输入光路的信号光与泵浦光近远场的监控与各自的自准直控制，可实现信号光与泵浦光入射晶体时的近场位置与入射角度的复原(同时也保证了非共线夹角的稳定)；通过对模拟光透过晶体的光束与在晶体表面反射光束远场的校准与调节，可实现对晶体最佳匹配角度的监控与自动复原；也可根据晶体温度变化自动微调晶体最佳匹配角度。本发明专利技术通过对关键物理参量的自动监控，可实现光路最佳工作状态的高精度复原，从而保证参量放大光路的长期稳定工作状态；也可用于倍频光路或其他涉及对光束入射角度与晶体调节角度很敏感的非线性光学光路中。体调节角度很敏感的非线性光学光路中。体调节角度很敏感的非线性光学光路中。

【技术实现步骤摘要】
用于非共线参量放大光路的自动监控装置及其自动监控方法


[0001]本专利技术涉及宽带光参量放大系统领域，提出一种对关键物理参数的自动监控装置与自动监控方法，以实现参量放大系统保持长期稳定的工作状态。

技术介绍

[0002]目前超短脉冲激光系统中，采用OPCPA技术放大宽带啁啾信号是最为常用的一种宽带信号光放大技术，该方法具有转换效率高，热效应影响小，增益大，频谱宽，信噪比高等特点，已成为宽带信号光通用的一种放大方式，但OPCPA技术在使用过程中，其放大状态对周围环境温度以及匹配条件非常敏感；且信号光与泵浦光走向，信号光与泵浦光夹角以及晶体角度的微小变化对参量放大的状态影响都非常大。如没有有效的自动监控单元，OPCPA的工作状态是无法维持长期稳定的输出状态的，尤其对于工程用装置与大口径大能量参量放大的工程装置。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种用于非共线参量放大光路的自动监控装置与自动监控方法。可对非线性晶体匹配角度，信号光与泵浦光的近远场以及两光束的夹角实现精确监测，并通过自准直与自动控制系统实现对上述参量的自动准直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于非共线参量放大光路的自动监控装置，包括信号光和泵浦光，其特征在于：还包括控制计算机(17)，步进电机伺服系统(21)；沿信号光方向依次是第一信号光反射镜(1)、第二信号光反射镜(2)、合束镜(3)、晶体(4)、分光镜(8)、第三信号光反射镜(9)、信号光衰减片(11)和信号光近远场监测单元(12)，在第三信号光反射镜(9)的反射光方向是第四信号光反射镜(10)；沿所述的泵浦光方向依次是泵浦光反射镜(15)、合束镜(3)、晶体(4)、分光镜(8)、泵浦光衰减片(7)和泵浦光近远场监测单元(6)；在所述的晶体(4)输出面一侧设置第一模拟平行光源(5)，在该第一模拟平行光源(5)光透过所述的晶体(4)方向设置第一模拟光源的远场基准校准单元(13)，在第一模拟平行光源(5)经所述的晶体(4)的反射光方向设置反射光近远场监测单元(14)，在所述的分光镜(8)的反射面的对面的垂直方向设置第二模拟平行光源(18)，在所述的分光镜(8)的反射面的垂直方向设置第二模拟平行光源远场基准校准单元(20)；在所述的晶体(4)的边缘设置温度探头(16)，所述的第一信号光反射镜(1)、第二信号光反射镜(2)、合束镜(3)、晶体(4)、泵浦光分光镜(8)均具有电动镜架；所述的第一模拟光源的远场基准校准单元(13)、第二模拟平行光源远场基准校准单元(20)、泵浦光近远场监测单元(6)、信号光近远场监测单元(12)、反射光近远场监测单元(14)和温度探头(16)的输出端均与所述的控制计算机(17)的输入端相连，所述的控制计算机(17)的输出端与所述的步进电机伺服系统(21)的输入端相连，所述的步进电机伺服系统(21)的输出端分别与所述的第一信号光反射镜(1)的电动镜架、第二信号光反射镜(2)的电动镜架、合束镜(3)的电动镜架、非线性晶体(4)的电动镜架、分光镜(8)电动镜架的控制端相连；所述的信号光经第一信号光反射镜(1)、第二信号光反射镜(2)透过合束镜(3)注入参量放大光路中，透过晶体(4)、分光镜(8)后，由第三信号光反射镜(9)、第四信号光反射镜(10)输出，透过第三信号光反射镜(9)的剩余信号光经信号光衰减片(11)由所述的信号光近远场监测单元(12)检测。2.根据权利要求1所述的用于非共线参量放大光路的自动监控装置，其特征在于所述的晶体(4)为OPA晶体、倍频晶体或其他非线性晶体。3.权利要求1所述的用于非共线参量放大光路的自动监控装置的自动监控方法，其特征在于该方法包括下列步骤：1)在线小能量条件下将光路系统调节至最佳匹配状态，在调试过程中，信号光与泵浦光输出均为小能量状态，在此调试能量下，退出所述的泵浦光衰减片(7)与信号光衰减片(11)，保证在测量光束的远近场时CCD处于正常曝光范围；设定自动监控的基准，包括：
①
由所述的计算机(17)通过所述的步进电机伺服系统(21)驱动所述的第一反射镜(1)和第二反射镜(2)的电动镜架调节所述的第一反射镜(1)和第二反射镜(2)的位置，通过所述的信号光近远场监控单元(12)的测量，使信号光入射光束近远场位置回到基准位置，并将此时第一反射镜(1)和第二反射镜(2)的位置称为基准位置并输入所述的计算机(17)存储；
②
所述的第一模拟平行光源(5)输出的第一模拟平行光透过所述的晶体(4)的光束经透镜聚焦，其远场位置由第一模拟光源远场基准校准单元(13)监测，并将此时模拟光远场位置设定为基准位；该第一模拟平行光同时被所述的晶体(4)面反射的光束经透镜聚焦后
的远场由所述的晶体反射光远场监测单元(14)监测，获得所述的晶体(4)位置信号光基准近远场数据，并将此位置标定设为所述的晶体(4)的匹配角基准位置并输入所述的计算机(17)存储；
③
所述的第二模拟平行光源(18)输出的第二模拟平行光透过所述的分光镜(8)由所述的第二模拟光源远场基准校准单元(20)检测；在所述的泵浦光分光镜(8)反射面的第二反射光远场监测单元(19)检测，获得所述的分光镜(8)的标准位置，输入所述的计算机(17)存储；
④
所述的晶体温度探头(16)对所述的晶体(4)边缘的温度进行检测，获得所述的晶体(4)的基准温度并输入所述的计算机(17)存储；
⑤
所述的信号光近远场监控单元(12)获得信号光基准近远场数据输入所述的计算机(17)存储；所述的泵浦光近远场监测单元(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：康俊，刘代中，高奇，龚蕾，谢兴龙，朱健强，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：