专利名称：四光栅激光脉冲压缩器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于应用CPA(啁啾脉冲放大)技术的高功率超短脉冲激光领域，具体涉及一种四光栅激光脉冲压缩器。
背景技术：
CPA(啁啾脉冲放大)技术是首先将一个短脉冲激光展宽为带有啁啾的长脉冲，然后在放大器中进行放大，到达所需要的能量之后再将其压缩到短脉冲，以获得足够高的输出功率及聚焦功率密度。这样做可以有效地克服和减弱短脉冲激光放大过程中由于极高的峰值功率给光学元件带来的损伤和各种非线性效应，大大提高能量提取效率。用光栅对进行脉冲展宽及压缩的基本原理是利用光栅的衍射效应，通常用的是一级衍射光，使不同波长的光在光栅对中经过不同的延迟，展宽器提供正的群速度色散(GVD)，而压缩器提供负的群速度色散，使脉冲得到展宽和压缩。
已有技术中基本的展宽、压缩构型是Martinez型及Treacy型双光栅展宽压缩器。但在高能量、高功率激光脉冲装置中，由于放大后的光束口径较大，而大尺寸光栅不易获得，往往采用四光栅平铺式结构，在美国罗切斯特大学2003年第96卷的季度报告中公开了名为“The Coherent Additionof Gratings for Pulse Compression in High-Energy Laser Systems”的一篇文章(p.207～211)，其中描述了一种四光栅平铺式结构的压缩器(见图3)。这种结构的压缩器占用空间大、安放困难、调节不便。
发明内容
本实用新型提供一种四光栅激光脉冲压缩器，能够实现较大口径啁啾脉冲的双程压缩，既可以克服单程压缩中存在的横向谱移动，又可以克服平铺式结构中空间占用大、调节不便的缺点。
本实用新型的四光栅激光脉冲压缩器包括四块光栅、两个调整架、一块导入镜及两块折返镜。其特点是四块光栅分为平行放置的两组，每组中的两块光栅上下排列置于同一个调整架上，每个调整架同时支撑两块光栅，可整体旋转及平动，调整架上设置有旋钮，可分别调整单块光栅的刻线在光栅面内的旋转及光栅的俯仰角度，使得压缩器便于调节。在平行放置的两组光栅之间的一侧设置有光束导入镜，入射光经导入镜反射后到达光栅；在平行放置的两组光栅之间的另一侧设置有两块折返镜，两块折返镜相互垂直放置，且两块折返镜所在平面的交线与光束到达折返镜前的传输方向垂直，折返镜置于三维调整架上。
本实用新型的激光脉冲压缩器结构紧凑、调节方便，能将已展宽的较大口径的啁啾长脉冲激光压缩至极短状态。与现有技术中的四光栅压缩器相比，本实用新型的压缩器所占用的空间大大减小，便于安装。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型的四光栅激光脉冲压缩器实施例的结构示意图。
图2为本实用新型的四光栅激光脉冲压缩器实施例的光栅调整架示意图。
图3为现有技术中的四光栅压缩器结构示意图具体实施方式
图1中，四光栅激光脉冲压缩器的结构包括光栅(1、2、3、4)、调整架(5、6)、导入镜7及折返镜(8、9)。四块光栅分为平行放置的两组，光栅1和光栅4为一组，上下排列置于调整架5上；光栅2和光栅3为一组，上下排列置于调整架6上。调整架(5、6)上设置有调节旋钮。在平行放置两组光栅的调整架(5、6)之间的一侧设置有光束导入镜7，入射光经导入镜7反射后到达光栅1；在另一侧设置有相互垂直放置的折返镜(8、9)，且折返镜8和折返镜9所在平面的交线与光束到达折返镜8前的传输方向垂直，折返镜(8、9)置于三维调整架上。
入射光经导入镜7反射后到达光栅1，在光栅1上衍射，一级衍射光到达光栅2，经光栅2再次衍射后依次到达折返镜8及折返镜9，接着经光栅3到光栅4射出。折返镜(8、9)的放置应使光束离开折返镜9时的传输方向和光束到达折返镜8前的传输方向平行，所以，折返镜(8、9)必须相互垂直，且它们所在平面的交线与光束到达折返镜8前的传输方向必须垂直，这可以通过将折返镜8、折返镜9置于三维调整架上来实现。每组中的两块光栅位于同一个平面内，两组光栅所在的两个平面互相平行。与平铺式结构相比，本实用新型的四光栅激光脉冲压缩器所占用的空间大大减小。
调整架5支撑光栅1和光栅4，调整架6支撑光栅2和光栅3，每一个调整架可通过调节旋钮整体旋转及前后平动。图2中，在调整架的侧边设置旋钮(10、11)，分别用以调整上下两块光栅的刻线在光栅面内的旋转，电机驱动的推拉杆(12、13)分别设于调整架的上部及中部，用以调整上下两块光栅的俯仰角度。采用本实用新型使得压缩器的调节非常方便。
在实验室中，采用本实用新型获得了8.6焦耳30飞秒(1飞秒＝10-15秒)的高功率超短脉冲激光。
权利要求1.一种四光栅激光脉冲压缩器，其特征在于所述的压缩器包括光栅(1、2、3、4)、调整架(5、6)、导入镜(7)及折返镜(8、9)；光栅(1、2、3、4)分为平行放置的两组，光栅(1)和光栅(4)为一组，上下排列置于调整架(5)上；光栅(2)和光栅(3)为一组，上下排列置于调整架(6)上；在平行放置的两组光栅的调整架(5、6)之间的一侧设有光束导入镜(7)；在另一侧设有相互垂直放置的折返镜(8、9)，折返镜(8)和折返镜(9)所在平面的交线与光束到达折返镜(8)前的传输方向垂直，折返镜(8、9)置于三维调整架上。
2.根据权利要求1所述四光栅激光脉冲压缩器，其特征在于所述的调整架的侧边设有调节旋钮(10、11)。
3.根据权利要求1所述四光栅激光脉冲压缩器，其特征在于所述的调整架上还设有调整光栅俯仰角度的电机驱动推拉杆(12、13)。
专利摘要本实用新型提供了一种四光栅激光脉冲压缩器。其特点是，所述的压缩器包括光栅(1、2、3、4)、调整架(5、6)、一块导入镜(7)及两块折返镜(8、9)。四块光栅分为平行放置的两组，光栅(1、4)为一组，光栅(2、3)为一组，每组中的两块光栅上下排列置于同一个调整架上。本实用新型可以实现较大口径啁啾脉冲的双程压缩，克服单程压缩中存在的横向谱移动，占用空间小、调节方便。
文档编号G02B27/44GK2777598SQ20052003364
公开日2006年5月3日 申请日期2005年3月21日 优先权日2005年3月21日
发明者彭翰生, 张小民, 魏晓峰, 朱启华, 黄小军, 王晓东, 林东辉, 周凯南, 郭仪, 曾小明, 刘兰琴, 王逍, 徐冰 申请人:中国工程物理研究院激光聚变研究中心