本实用新型专利技术提供了一种啁啾脉冲放大激光装置，由光栅展宽器、钕玻璃放大器、空间滤波器与软边光阑组合以及光栅压缩器组成。本实用新型专利技术的钕玻璃放大器输出的激光束经过空间滤波器与软边光阑组合进行扩束、滤波、光束整形，从圆光束截面整形成椭圆光束截面，使其长轴平行于压缩器光栅条纹，长度不超过压缩器光栅尺寸，短轴仍等于扩束前圆光束截面半径。这样在压缩器光栅上就可以提高光栅平行于条纹方向尺寸的利用率，增大光栅有效面积，在相同光栅损伤阈值和尺寸情况下输出更大能量高功率的超短脉冲激光。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于大能量高功率超短脉冲激光领域，具体涉及一种啁啾脉冲放大激光装置， 其目的是产生大能量高功率超短脉冲激光。
技术介绍
大能量高功率超短脉冲激光技术为研究惯性约束聚变和光与物质作用等物理课题提供了 新的技术手段。目前获得大能量高功率超短脉冲激光必须采用啁啾脉冲放大技术，已有技术 中啁啾脉冲放大的工作原理是，光栅展宽器将亚皮秒级短脉冲展宽为纳秒级的啁啾脉冲，注 过钕玻璃放大器进行能量放大，再将放大后的纳秒级啁啾脉冲注入光栅压縮器进行脉冲压縮 输出皮秒或亚皮秒级短脉冲，从而获得大能量高功率超短脉冲激光。已有技术中的啁啾脉冲放大装置的压縮器光栅由于光栅损伤阈值的原因，光栅面上的能 量密度具有一个上限，因此限制了装置的输出能量。压縮器光栅上的光束投影面只充分利用 了光栅垂直于条纹方向的尺寸，却很大程度的浪费了平行于条纹方向的尺寸，有效面积占光 栅面积比例很低。
技术实现思路
本技术的目的是要在压缩器光栅损伤阈值和尺寸相同的情况下，获得比已有技术啁 啾脉冲放大更大能量更高功率超短脉冲激光。本技术的技术解决方案如下一种啁啾脉冲放大激光装置，包括光栅展宽器、钕玻璃放大器和光栅压縮器，三者依次 连接。在钕玻璃放大器和光栅压缩器之间还设置有用于对激光脉冲进行滤波、扩束、光束整 型的空间滤波器与软边光阑组合。所述的空间滤波器由两块共焦透镜和焦点位置上的小孔组成。所述的软边光阑设有椭圆形通光孔。光栅展宽器将亚皮秒级短脉冲展宽为纳秒级啁啾脉冲并注过钕玻璃放大器进行能量放 大，再将放大后的纳秒级啁啾脉冲注入空间滤波器与软边光阑组合进行滤波、扩束、光束整 形。最后将整形后的椭圆光束截面纳秒级啁啾脉冲注入光栅压縮器输出皮秒或亚皮秒级短脉 冲。本技术的空间滤波器与软边光阑组合对激光束进行滤波、扩束、光束整形，将激光 束截面从圆整形成椭圆，使椭圆长轴平行于压縮器光栅条纹，长度上不超过光栅尺寸，短轴等于扩束前圆光束截面半径。这样在压縮器光栅上就可以提高光栅平行于条纹方向尺寸的利 用率，增大光栅有效面积，在相同损伤阀值和尺寸情况下输出更大能量更高功率超短脉冲激 光。附图说明图1为本技术的啁啾脉冲放大激光装置的结构框图图2为本技术的啁啾脉冲放大激光装置中的光栅压縮器结构示意图图3为本技术的啁啾脉冲放大激光装置中的压縮器光栅有效面积使用情况示意图图中l.光栅展宽器 2.钕玻璃放大器 3.空间滤波器与软边光阑组合 4.光栅压縮器 5.进压缩器光束截面 6.小光栅上光束投影面 7.大光栅上光束投影面小光栅(11、 14) 大光栅(12、 13)具体实施方式图1中，本技术啁啾脉冲放大激光装置，由光栅展宽器l、钕玻璃放大器2、空间滤 波器与软边光阑组合3和光栅压縮器4组成，光栅展宽器1、钕玻璃放大器2和光栅压縮器4 依次连接，在钕玻璃放大器2和光栅压縮器4之间设置用于对激光脉冲进行滤波、扩束、光 束整型的空间滤波器与软边光阑组合3。所述的软边光阑设有椭圆形通光孔。图2为本技术的啁啾脉冲放大激光装置中的光栅压縮器结构示意图，图中，纳秒级 啁啾脉冲依次经过小光栅ll、大光栅12、大光栅13和小光栅14,完成脉冲压縮过程输出皮 秒或亚皮秒级短脉冲。其中小光栅11与大光栅12平行，大光栅13与小光栅14平行，两组 平行光栅对反平行。图3中，图3a为进压縮器光束截面5，图3b为小光栅上光束投影面6，图3c为大光栅 上光束投影面7。本技术的具体工作过程如下光栅展宽器1将亚皮秒级短脉冲展宽为纳秒级啁啾脉冲，注过钕玻璃放大器2进行能量 放大，再将放大后的纳秒级啁啾脉冲注入空间滤波器与软边光阑组合3进行滤波、扩束、光 束整形。将扩束后的圆光束整形成椭圆光束，使其长轴沿平行于后续光栅压缩器4的光栅条 纹方向长度上不超过光栅尺寸，短轴仍等于扩束前圆光束截面半径。最后将整形后的纳秒级 啁啾脉冲注入光栅压縮器4压回皮秒或亚皮秒级短脉冲。由于光束整形提高了光栅沿条纹方 向尺寸的利用率，增大了光栅有效面积，从而在同样光栅损伤阈值和尺寸的情况下可以获得 比传统啁啾脉冲放大技术更大能量更高功率超短脉冲激光。椭圆光束啁啾脉冲放大之后，可以通过改变聚焦抛物面镜沿椭圆长轴方向的曲率来得到 同传统啁啾脉冲放大一致的圆形聚焦光斑，因此对物理试验不会带来不良影响。权利要求1.一种啁啾脉冲放大激光装置，包括光栅展宽器(1)、钕玻璃放大器(2)和光栅压缩器(4)，三者依次连接，其特征是还包括设置在钕玻璃放大器(2)和光栅压缩器(4)之间用于对激光脉冲进行滤波、扩束、光束整型的空间滤波器与软边光阑组合(3)。2. 根据权利要求1所述的啁啾脉冲放大激光装置，其特征是所述的软边光阑设有椭圆形通光孔。专利摘要本技术提供了一种啁啾脉冲放大激光装置，由光栅展宽器、钕玻璃放大器、空间滤波器与软边光阑组合以及光栅压缩器组成。本技术的钕玻璃放大器输出的激光束经过空间滤波器与软边光阑组合进行扩束、滤波、光束整形，从圆光束截面整形成椭圆光束截面，使其长轴平行于压缩器光栅条纹，长度不超过压缩器光栅尺寸，短轴仍等于扩束前圆光束截面半径。这样在压缩器光栅上就可以提高光栅平行于条纹方向尺寸的利用率，增大光栅有效面积，在相同光栅损伤阈值和尺寸情况下输出更大能量高功率的超短脉冲激光。文档编号H01S3/10GK201118090SQ20072008093公开日2008年9月17日 申请日期2007年8月29日 优先权日2007年8月29日专利技术者李朝阳 申请人:中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种啁啾脉冲放大激光装置，包括光栅展宽器（１）、钕玻璃放大器（２）和光栅压缩器（４），三者依次连接，其特征是：还包括设置在钕玻璃放大器（２）和光栅压缩器（４）之间用于对激光脉冲进行滤波、扩束、光束整型的空间滤波器与软边光阑组合（３）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李朝阳，
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：实用新型
国别省市：31[中国|上海]
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