用于光脉冲整形的电脉冲整形装置制造方法及图纸

一种用于光脉冲整形的电脉冲整形装置，其构成包括：第一１×２光纤分束器、脉冲复制环、低时间分辨率强度调制器、脉冲解调环，电光隔离器，ＰＩＮ管。本发明专利技术利用低时间分辨率强度调制器来实现任意波形，任意脉宽的高时间分辨率整形，又能实现注入的短脉冲与整形光脉冲的高精度的时间同步输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光脉冲整形，特别是一种用于光脉冲整形的电脉冲整形装置，利用低时间分辨率强度调制器来实现任意波形，任意脉宽的高时间分辨率整形，又能实现注入短 脉冲与整形脉冲的高精度时间同步性。其优点是调节简单，使用灵活，结构紧凑。
技术介绍
目前脉冲整形技术主要分为两种技术路线，一种是基于单纵模长脉冲削波的集成 波导电光调制技术，另一种基于单激光脉冲堆积技术。目前惯性约束核聚变激光驱动器的 前端系统多采用基于孔径耦合带状线电脉冲(ACSL)整形装置的脉冲整形的方法，但是由 于电子电路的限制，无法形成任意形状的具有快上升沿的脉冲，也无法提供时间上的高精 度同步的可整形压缩脉冲和超短脉冲，且不同整形电脉冲波形需要制作不同形状耦合孔的 ACSL，成本高，使用范围有限。而脉冲堆积技术虽然可以实现高精度同步的可整形压缩脉 冲和超短脉冲，但是无法完全消除光脉冲堆积过程中交叠部分本身存在的干涉及其高频调 制带来的系统不稳定等缺点，特别是在大功率高通量运行状态下的大口径晶体很容易被损 坏。本专利技术电脉冲整形装置可以利用现有的低时间分辨率强度调制器，通过对等间隔 脉冲序列串的幅度进行调制，然后通过脉冲解调环来压缩脉冲序列时间间隔，使它们彼此 交叠输出任意波形，任意脉宽的整形脉冲序列，通过控制电光隔离器选取所需整形脉冲，最 后经过PIN管得到没有干涉和任何高频调制的整形电脉冲。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供是一种用于光脉冲整形的电脉 冲整形装置，该装置的最大的优点就是利用低时间分辨率强度调制器可以实现高时间分辨 率调制的任意脉宽整形脉冲，整个装置全光纤化、结构紧凑、成本低且同时实现注入短脉冲 与整形脉冲的低抖动、高精度时间同步。本专利技术的技术解决方案如下一种用于光脉冲整形的电脉冲整形装置，特点在于构成包括依次相连的第一 1X2 光纤分束器、脉冲复制环、低时间分辨率强度调制器、脉冲解调环、电光隔离器和PIN管；所述脉冲复制环的构成包括一个2 X 2端口的3dB分束器，该3dB分束器第一输入 端和第一输出端构成该脉冲复制环的输入端和输出端，在该3dB分束器的第二输出端和第 二输入端之间逆时针地依次串联光纤衰减器、第一光纤隔离器、2x1波分复用器、掺Yb3+增 益光纤、第二光纤隔离器、ASE滤波器、第二 1X2光纤分束器和可拆卸光纤，连续泵浦光经 泵浦光隔离器与所述的2x1波分复用器的第二输入端相连，所述的第二 1 X 2光纤分束器的 第二输出端为脉冲复制环的监控端口；所述的脉冲解调环与所述的脉冲复制环的结构相同，区别在于所述的脉冲解调环 的环长小于所述的脉冲复制环的环长，根据所要叠加的相邻脉冲的时间间隔以及脉冲复制环的长度，通过可拆卸光纤来调整解调环的长度；所述的电光隔离器由依次设置的第一薄膜偏振片、电光开关和第二薄膜偏振片构 成，所述的第一薄膜偏振片和第二薄膜偏振片的法线与光线传输方向成布儒斯特角，并且 第一薄膜偏振片的偏振面垂直于第二薄膜偏振片的偏振面；所述的第一 1X2光纤分束器的第一输出端与所述的脉冲复制环的输入端相连， 该脉冲复制环的输出端与所述的低时间分辨率强度调制器的输入端相连，该低时间分辨率 强度调制器的输出端与所述的脉冲解调环的输入端相连，该脉冲解调环的输出端的输出光 与所述的电光隔离器的第一薄膜偏振片的法线呈布儒斯特角，所述的第一 1X2光纤分束 器的第二输出端经过光纤延时后接所述的PIN管，所述的电光隔离器的输出端接所述的 PIN 管。所述的监控端口接一台光谱议。所述脉冲复制环内的第一光纤隔离器和第二光纤隔离器用来保证环内光脉冲沿 逆时针方向传输，且起到隔离反向传输的自发辐射光放大(ASE)的作用。所述脉冲复制环内泵浦光隔离器是为了隔离环内反射光进入泵浦系统从而避免 打坏泵浦光源。所述脉冲复制环的环长是由强度调制器的时间分辨率所决定的，其时间分辨率应 该远小于脉冲复制串的时间间隔。所述脉冲复制环的监控端口是接光谱仪，通过监测光谱仪中显示的脉冲复制环内 的光谱波形从而控制注入连续泵浦光的最大泵浦功率，从而保证复制环内的净增益小于1， 避免环内产生激光的自激振荡。所述PIN管的带宽，以滤除啁啾光脉冲堆积中交叠部分本身存在的高频调制为 准，从而得到平滑稳定的整形电脉冲。本专利技术的优点在于1、本专利技术利用低时间分辨率强度调制器实现任意波形，任意脉宽的高时间分辨率 整形，打破了脉冲整形分辨率低的限制；2、本专利技术通过调整强度调制器的调制函数，解调环长度以及电光开关的开启和关 闭时间，同时得到不同脉宽，不同波形以及不同整形精度的脉冲，调节简单，使用灵活，结构 紧凑；3、本专利技术可以实现注入短脉冲与整形光脉冲的高精度时间同步输出，实验表明， 时间同步精度均方根误差(rmse)优于3ps。附图说明图1是本专利技术用于光脉冲整形的电脉冲整形装置结构示意图。图中1-第一 1X2光纤分束器；2-脉冲复制环；3-低时间分辨率强度调制器；4_脉冲解调环；5-电光隔离器；6-PIN管；图2是本专利技术脉冲复制环(或脉冲解调环)的结构示意图。图中7_2X23dB分束器；8_光纤衰减器；9_第一光纤隔离器；10-连续泵浦光；11_泵浦光隔离器；12-2x1波分复用器WDM ;13-掺Yb3+增益光纤；14-第二光纤隔离器；15-ASE滤波器；16-第二 1X2光纤分束器；17-复制环监控端；18-可拆卸光纤；图3是本专利技术中电光隔离器结构示意图。图中19-第一薄膜偏振片；20-电光开关；21-第二薄膜偏振片； 具体实施例方式下面结合实施例和附图对本专利技术做进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。先请参阅图1，图1是本专利技术用于光脉冲整形的电脉冲整形装置结构示意图。由图 可见本专利技术用于光脉冲整形的电脉冲整形装置的构成为由依次相连的第一 1X2光纤分 束器1、脉冲复制环2、低时间分辨率强度调制器3、脉冲解调环4、电光隔离器5和PIN管6 构成；参见图2，图2是本专利技术中的脉冲复制环结构示意图。所述脉冲复制环2的构成包 括一个2X2端口的3dB分束器7，该3dB分束器7第一输入端和第一输出端构成该脉冲复 制环2的输入端和输出端，在该3dB分束器7的第二输出端和第二输入端之间逆时针地依 次串联光纤衰减器8、第一光纤隔离器9、2xl波分复用器12、掺Yb3+增益光纤13、第二光纤 隔离器14、ASE滤波器15、第二 1X2光纤分束器16和可拆卸光纤18，连续泵浦光10经泵 浦光隔离器11与所述的2x1波分复用器12的第二输入端相连，所述的第二 1X2光纤分束 器16的第二输出端为脉冲复制环2的监控端口 17，该监控端口 17接一台光谱仪。参见图3，图3是专利技术中的电光隔离器示意图。所述的电光隔离器5由依次设置的 第一薄膜偏振片19、电光开关20和第二薄膜偏振片21构成，所述的第一薄膜偏振片19和 第二薄膜偏振片21的法线与光线传输方向成布儒斯特角，并且第一薄膜偏振片19的偏振 面垂直于第二薄膜偏振片21的偏振面。脉冲解调环4输出的整形脉冲序列随即入射电光 隔离器5。本专利技术的工作过程如下输入宽带啁啾短脉冲经过第一 1 X 2光纤分束器1后分为两束，一束输入脉冲复制 环2，由于环内净增益接近于1，所以可以得到一系列等间隔幅度呈指数递减的脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光脉冲整形的电脉冲整形装置，特征在于其构成包括依次相连的第一１×２光纤分束器（１）、脉冲复制环（２）、低时间分辨率强度调制器（３）、脉冲解调环（４）、电光隔离器（５）和ＰＩＮ管（６）；所述脉冲复制环（２）的构成包括一个２×２端口的３ｄＢ分束器（７），该３ｄＢ分束器（７）第一输入端和第一输出端构成该脉冲复制环（２）的输入端和输出端，在该３ｄＢ分束器（７）的第二输出端和第二输入端之间逆时针地依次串联光纤衰减器（８）、第一光纤隔离器（９）、２ｘ１波分复用器（１２）、掺Ｙｂ↑［３＋］增益光纤（１３）、第二光纤隔离器（１４）、ＡＳＥ滤波器（１５）、第二１×２光纤分束器（１６）和可拆卸光纤（１８），连续泵浦光（１０）经泵浦光隔离器（１１）与所述的２ｘ１波分复用器（１２）的第二输入端相连，所述的第二１×２光纤分束器（１６）的第二输出端为脉冲复制环（２）的监控端口（１７）；所述的脉冲解调环（４）与所述的脉冲复制环（２）的结构相同，区别在于所述的脉冲解调环（４）的环长小于所述的脉冲复制环（２）的环长；所述的电光隔离器（５）由依次设置的第一薄膜偏振片（１９）、电光开关（２０）和第二薄膜偏振片（２１）构成，所述的第一薄膜偏振片（１９）和第二薄膜偏振片（２１）的法线与光线传输方向成布儒斯特角，并且第一薄膜偏振片（１９）的偏振面垂直于第二薄膜偏振片（２１）的偏振面；所述的第一１×２光纤分束器（１）将注入短脉冲分为两束，第一输出端与所述的脉冲复制环（２）的输入端，即所述的３ｄＢ分束器（７）第一输入端相连，所述的脉冲复制环（２）的３ｄＢ分束器（７）第一输出端与所述的低时间分辨率强度调制器（３）的输入端相连，该低时间分辨率强度调制器（３）的输出端与所述的脉冲解调环（４）的输入端相连，该脉冲解调环（４）的输出端的输出光与所述的电光隔离器（５）的第一薄膜偏振片（１９）的法线呈布儒斯特角，所述的第一１×２光纤分束器（１）的第二输出端经过光纤延时接所述的ＰＩＮ管（６），所述的电光隔离器（５）的输出端接所述的ＰＩＮ管（６）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘雪，李学春，王江峰，张生嘉，姜有恩，张鹏，卢兴华，李响，
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：31[中国|上海]