专利名称：可调光栅压缩器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及啁啾脉冲放大激光领域，具体涉及一种可调光栅压縮器，其目的
是縮小压縮器几何尺寸，简化压縮器调节方法，增大压縮量的调节范围，降低对高性能机械 机构的依赖。
背景技术：
啁啾脉冲放大技术为产生超短超强激光创造了条件，为探索极端条件下光与物质 相互作用提供了新的技术手段。啁啾脉冲放大包括光栅展宽器引入正色散使得宽频带短 脉冲展宽为啁啾脉冲，经放大器功率放大后注入光栅压縮器引入负色散补偿正色散将啁啾 脉冲还原为短脉冲。光栅压縮器由两块平行光栅组成，工作原理是，正啁啾脉冲经过平行光 栅对时不同光谱成分经历不同光程，长波长经历的光程大于短波长，引入与展宽器共轭的 负色散补偿正啁啾实现脉冲压縮。光栅压縮器压縮量调节，可通过改变两块光栅相对间隔 来调节引入的负色散量实现。已有光栅压縮器如图1所示，啁啾脉冲经反射镜反射两次通 过平行光栅对，由于衍射作用对光束传输方向的改变，两块光栅的相对空间位置沿水平方 向错开，压縮器几何尺寸很大，图2为该光栅压縮器通过调节大光栅空间位置降低压縮量， 图中 1——小光栅，2——大光栅，3——平面反射镜。 图1、图2已有光栅压縮器完成压縮量调节有两种方法一、大光栅2沿正交方向 两维平移；二、大光栅2沿衍射光方向一维平移。方法一调节维数多，方法二调节范围大，啁 啾脉冲放大系统中压縮器光栅需要极高的平行度，为保证调节前后两块光栅的平行度，装 置对机械机构的稳定性和可靠性要求极高。已有光栅压縮器很难满足压縮量的大范围可靠 调节。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可调光栅压縮器，该 光栅压縮器结构优化，在縮小压縮器几何尺寸、简化压縮器调节方法的同时，增大压縮量调 节范围，降低对高性能机械机构的依赖。 本实用新型的技术解决方案如下 —种可调光栅压縮器，包括小光栅、大光栅和平面反射镜，其特点是还包括一块楔 角反射镜，上述各元部件相对位置关系如下所述的小光栅和大光栅的光栅条纹和光栅面 均平行设置，设置在所述的小光栅和大光栅之间的楔角反射镜(4)具有上反射平面和下反 射平面，所述的上反射平面平行所述的小光栅和大光栅的光栅条纹并垂直于所述的小光栅 和大光栅的光栅面，所述的下反射平面与所述上反射平面具有一楔角，由所述大光栅产生 的衍射光经所述的楔角反射镜的上反射平面反射后的光束垂直于所述的平面反射镜的反 射平面。 入射光束依次经过楔角反射镜的下反射平面、小光栅、楔角反射镜的上反射平面、大光栅、楔角反射镜的上反射平面、平面反射镜、楔角反射镜的上反射平面、大光栅、楔角反 射镜的上反射平面、小光栅、楔角反射镜的下反射平面，由该下反射平面反射输出光束。 所述的小光栅和大光栅的光栅条纹和光栅面均平行，楔角反射镜两反射平面与光 栅条纹平行，上反射平面与光栅面垂直，平面反射镜(3)完成光束双程通过该可调光栅压 縮器。 入射光束经楔角反射镜的下反射平面反射进入平行光栅对，衍射光束被楔角反射
镜的上反射平面在平行光栅对之间折反。 本实用新型的技术效果 本实用新型的楔角反射镜通过对入射光束、衍射光束和出射光束的折反，在保证 光栅压縮器物理特性不变的同时，实现了对已有光栅压縮器的折叠，縮小了光栅压縮器的 几何尺寸。在实施压縮量调节时，大光栅只需完成一维正交方向的短距离平移，简化了压縮 器调节方法，增大了压縮量调节范围，降低了对高性能机械机构的依赖。
图1为已有光栅压縮器大压縮量工作示意图 图2为已有光栅压縮器小压縮量工作示意图 图3为本实用新型可调光栅压縮器大压縮量工作示意图 图4为本实用新型可调光栅压縮器小压縮量工作示意图
具体实施方式先请参阅图3、图4，图3为本实用新型可调光栅压縮器大压縮量工作示意图，图4 为本实用新型可调光栅压縮器小压縮量工作示意图。由图可见，本实用新型可调光栅压縮 器，包括小光栅1、大光栅2和平面反射镜3，其特点是还包括一块楔角反射镜，上述各元部 件相对位置关系如下所述的小光栅1和大光栅2的光栅条纹和光栅面均平行设置，设置在 所述的小光栅1和大光栅2之间的楔角反射镜4具有上反射平面5和下反射平面6，所述的 下反射平面6与所述上反射平面5具有一楔角，所述的上反射平面5平行所述的小光栅1 和大光栅2的光栅条纹并垂直于所述的小光栅1和大光栅2的光栅面，由所述大光栅2产 生的衍射光经所述的楔角反射镜4的上反射平面5反射后的光束垂直于所述的平面反射镜 3的反射平面。 图4中，本实用新型可调光栅压縮器，通过一维短距离平移大光栅2空间位置实现 了压縮器压縮量调节。 本实用新型的具体工作过程如下 入射光束垂直光栅条纹且平行光栅面进入可调光栅压縮器，经楔角反射镜4的下 反射平面6反射投射至小光栅1，小光栅1产生的衍射光束经楔角反射镜4上反射平面5反 射至大光栅2，大光栅2产生的衍射光束被楔角反射镜4上反射平面5垂直导入平面反射 镜3，该平面反射镜3反射光束依原路返回，依次历经楔角反射镜4上反射平面5、大光栅2、 楔角反射镜4上反射平面5、小光栅1、楔角反射镜4下反射平面6反射输出。楔角反射镜 4将光栅压縮器空间结构折叠，压縮器几何尺寸縮小。光栅压縮器压縮量调节通过大光栅 2正交方向的一维短距离平行操作来实现，调节维数减少，调节距离縮短，调节范围增大，调节可靠性提高，对高性能机械机构的依赖降低。 实验表明，本实用新型的楔角反射镜实现了对已有光栅压縮器空间结构的折叠， 压縮器几何尺寸縮小为已有光栅压縮器的一半。压縮器压縮量调节时将原本沿衍射光方向 的一维长距离平移或正交方向的两维平移简化为正交方向的一维短距离平行，简化了压縮 器的调节方法，增大了压縮量的调节范围，降低了对高性能机械机构的依赖。
权利要求一种可调光栅压缩器，包括小光栅(1)、大光栅(2)和平面反射镜(3)，其特征是还包括一块楔角反射镜(4)，上述各元部件相对位置关系如下所述的小光栅(1)和大光栅(2)的光栅条纹和光栅面均平行设置，设置在所述的小光栅(1)和大光栅(2)之间的楔角反射镜(4)具有上反射平面(5)和下反射平面(6)，所述的上反射平面(5)平行所述的小光栅(1)和大光栅(2)的光栅条纹并垂直于所述的小光栅(1)和大光栅(2)的光栅面，所述的下反射平面(6)与所述上反射平面(5)具有一楔角，由所述大光栅(2)产生的衍射光经所述的楔角反射镜(4)的上反射平面(5)反射后的光束垂直于所述的平面反射镜(3)的反射平面。
专利摘要一种可调光栅压缩器，由小光栅、大光栅、平面反射镜以及楔角反射镜组成。本实用新型具有结构优化的特点，在缩小压缩器几何尺寸、简化压缩器调节方法的同时，增大压缩量调节范围，降低对高性能机械机构的依赖。
文档编号G02B27/44GK201548758SQ20092021233
公开日2010年8月11日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者冯伟, 夏兰, 季来林, 徐光 , 戴亚平, 朱俭, 李朝阳, 杨学东, 王韬, 陈明, 马伟新 申请人:上海激光等离子体研究所