一种超快激光输出脉冲时间调控的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超快激光输出脉冲时间调控的方法和装置。本发明专利技术采用第一光电探测器获取重复频率为MHz

【技术实现步骤摘要】
一种超快激光输出脉冲时间调控的方法和装置


[0001]本专利技术涉及激光领域，具体涉及一种超快激光输出脉冲时间调控的方法和装置。

技术介绍

[0002]激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大专利技术，其原理是原子受激辐射产生的光，原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出。被激发出来的光子束激光，其中的光子光学特性高度一致。因此激光相比普通光源单色性、方向性好，亮度更高。当前，激光被应用到各行各业，其中超快激光，特别是飞秒激光，常用于各项实验研究中。作为一种高新技术，激光加工和强化技术越来越显示了它的优势。但是，由于激光脉冲能量在时间坐标内的不确定性，一定程度上限制了激光加工的进一步发展。
[0003]常见的啁啾激光脉冲放大CPA系统依次包括振荡器、展宽器、放大器组和压缩器，泵浦给放大器组提供激励能量，如图1所示，一个振荡器产生超短脉冲(脉冲宽度通常为皮秒或飞秒量级)作为种子源，经过展宽器对超短脉冲进行时间展宽后获得长脉冲(脉冲宽度为几十皮秒到纳秒量级，具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超快激光输出脉冲时间调控的装置，用于控制啁啾激光脉冲放大CPA系统的激光脉冲输出时间，CPA系统依次包括振荡器、展宽器、放大器组和压缩器，放大器组包括KHz放大器和nHz放大器，激励源分别为KHz泵浦和nHz泵浦，在展宽器与KHz放大器之间设置第一选单，在KHz放大器与nHz放大器之间设置第二选单，其特征在于，所述超快激光输出脉冲时间调控的装置包括：第一光电探测器、第二光电探测器、第一时钟控制器、第二时钟控制器和外部触发；其中，振荡器的部分输出连接至第一光电探测器，第一光电探测器连接至第一时钟控制器，第一时钟控制器分别连接至第一选单和KHz泵浦；KHz放大器的部分输出连接至第二光电探测器，第二光电探测器连接至第二时钟控制器，第二时钟控制器分别连接至第二选单和nHz泵浦；外部触发连接至第二时钟控制器；振荡器输出重复频率为MHz
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百MHz的超短激光脉冲作为种子源，种子源的一部分输入到第一光电探测器中，剩余的种子源进入展宽器；种子源被展宽器在时域上展宽后获得长脉冲；展宽后获得的长脉冲进入第一选单中，第一选单将重复频率从MHz量级降低到KHz量级；然后进入KHz放大器中对种子源进行放大，KHz放大器的激励源为KHz泵浦；KHz放大器输出的KHz脉冲放大光的一部分被第二光电探测器接收，剩余的KHz脉冲放大光进入nHz放大器中进行放大，nHz放大器的激励源为nHz泵浦；nHz放大器输出的nHz脉冲放大光进一步进入压缩器压缩后获得超短脉冲；第一光电探测器接收种子源的一部分，获取重复频率为MHz
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百MHz的第一探测器信号，第一探测器信号输入到第一时钟控制器中，获取CPA系统中KHz放大器及之前部分所需的同步时钟信号：第一时钟控制器对MHz
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百MHz的第一探测器信号分频获得所需的KHz量级的输出信号，此时，分频所得的KHz量级的输出信号与MHz
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百MHz的输入信号严格同步；第一时钟控制器的输出信号包括输出至第一选单的第一选单时钟信号和输出至KHz泵浦的KHz泵浦时钟信号，第一选单时钟信号和KHz泵浦时钟信号的重复频率均为KHz量级；第二光电探测器接收KHz脉冲放大光的一部分，获取重复频率为KHz量级的第二探测器信号，第二探测器信号输入到第二时钟控制器中，获取CPA系统中KHz放大器之后部分所需的同步时钟信号：第二时钟控制器对第二探测器信号分频获得所需的nHz量级的输出信号，此时，分频所得的nHz量级的输出信号与第一时钟控制器的MHz
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百MHz的输入信号和第二时钟控制器接收的KHz量级的第二探测器信号严格同步；第二时钟控制器的输出信号包括输出至第二选单的第二选单时钟信号和输出至nHz泵浦的nHz泵浦时钟信号，第二选单时钟信号和nHz泵浦时钟信号的重复频率均为nHz量级，n为1≤n＜10的自然数；并且，第二时钟控制器还连接外部触发，在外部触发向第二时钟控制器输入外部触发信号时，第二时钟控制器输出的初始时间为第二探测器信号中紧挨着外部触发信号后的第一个KHz脉冲，即外部触发信号后的下一个KHz脉冲为nHz量级的输出信号的第一个脉冲信号，也就是当第二时钟控制器的延迟模块不对分频后的nHz量级的输出信号提供延迟，此时输出的nHz量级的输出信号与外部触发信号后的下一个第二探测器信号为同一时刻；第二时钟控制器中还具有延迟模块，对分频后的nHz量级的输出信号提供延时；当第二时钟控制器没有外部触发信号输入时，第二时钟控制器输出的第0个脉冲信号的起始时刻是随意任意的；当第二时钟控制器有外部触发信号输入时，第二时钟控制器输出的第0个脉冲信号的起始时刻由外部触发信号控制，为外部触发信号后输入的第一个脉冲信号的时刻；
第一时钟控制器将第一选单时钟信号发送给第一选单，振荡器输出的种子源的一部分经展宽器后进入第一选单中，第一选单从种子源中选择出KHz脉冲进入到KHz放大器中，第一时钟控制器将KHz泵浦时钟信号发送给KHz泵浦，使KHz泵浦输出泵浦源脉冲的时间受第一时钟控制器输出的KHz泵浦时钟信号控制，控制KHz泵浦源脉冲先于被放大的KHz脉冲，从而紧挨着KHz泵浦源脉冲的KHz脉冲经过KHz放大器获得KHz脉冲放大光；KHz放大器输出后的KHz脉冲放大光经过第二选单，第二时钟控制器将第二选单时钟信号发送给第二选单，第二选单将KHz脉冲放大光的重复频率降低到nHz，得到nHz脉冲，其中n为1≤n＜10的自然数；降频后的nHz脉冲进入到nHz放大器中，第二时钟控制器将nHz泵浦时钟信号发送给nHz泵浦，使nHz泵浦输出泵浦源脉冲的时间受第二时钟控制器输出的nHz泵浦时钟信号控制，控制nHz泵浦激光脉冲先于被放大的nHz脉冲，从而紧挨着nHz泵浦源脉冲的nHz脉冲经过nHz放大器获得nHz脉冲放大光；nHz脉冲放大光进入压缩器之后对脉冲宽度压缩后获得超短超强激光；当外部触发给第二时钟控制器提供外部触发信号时，此时，第二时钟控制器将外部触发信号之后紧邻的第二探测器信号作为nHz量级的输出信号的起始信号，输出的nHz量级的输出信号对应的是外部触发信号之后紧挨着的KHz脉冲作为后续放大脉冲；由于KHz量级的输出信号间隔为ms，nHz量级的输出信号能够是KHz量级的输出信号的任意一个，因此，nHz量级的输出信号的时间能够控制在ms量级。2.如权利要求1所述的超快激光输出脉冲时间调控的装置，其特征在于，所述延迟模块对分频后的nHz量级的输出信号提供1ms以内的延时ΔT。3.如权利要求1所述的超快激光输出脉冲时间调控的装置，其特征在于，还包括时间延迟装置，所述时间延迟装置设置在外部触发与第二时钟控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵研英，耿易星，颜学庆，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：