一种光学同步的自锁模激光器及其啁啾脉冲放大系统的制作方法

文档序号:13252954阅读:395来源:国知局
技术领域本发明涉及光电子技术领域,具体而言,涉及光学同步的自锁模激光器及其啁啾脉冲放大系统。

背景技术:
一般自锁模激光器的输出脉冲能量为nj量级,峰值功率小于MW量级,因而应用范围相当有限,与强场物理如:多光子电离、激光等离子体互作用以及X光激光的要求相距甚远。提高超短脉冲激光器输出能量的主要途径就是光脉冲放大。啁啾脉冲放大是目前普遍采用的超短脉冲放大技术。但是目前世界上所有的啁啾脉冲放大系统均需要一套精度极高的电脉冲同步延时系统,它把光电探测器探测到的几十兆赫兹锁模脉冲信号转变成电信号后和泵浦源的几十或者几千赫兹电信号同步,然后经过适当的电延时产生几路触发信号去触发单脉冲选择器、腔倒空器等控制脉冲捕捉、放大、释放的器件。

技术实现要素:
本发明的目的就在于在啁啾脉冲放大系统中利用同一台脉冲激光器同时泵浦自锁模激光器和脉冲放大器,使得自锁模激光器输出地锁模脉冲、脉冲放大器的增益以及泵浦源脉冲激光器的泵浦脉冲三者之间在时间上严格同步,它们之间的延时采用光学方法很容易实现。为达到上述发明目的,本发明采用的技术方案是:一种光学同步的自锁模激光器及其啁啾脉冲放大系统,包括脉冲激光器、自锁模激光器、单脉冲选择器、脉冲展宽器、脉冲放大器和脉冲压缩器,采用脉冲激光器同时泵浦自锁模激光器和脉冲放大器,自锁模激光器输出的超短脉冲序列、脉冲放大器的增益和泵浦源脉冲激光器的输出脉冲三者之间精确同步,它们之间的延时通过光学延时实现。更进一步的,所说的脉冲激光器是电光调Q纳秒Nd:YAG倍频激光器。更进一步的,所说的脉冲激光器是声光调Q纳秒Nd:YAG倍频激光器。更进一步的,所说的脉冲激光器是输出波长为670nm的半导体激光器。更进一步的,所说的自锁模激光器和脉冲放大器中的增益介质均为掺钛蓝宝石。更进一步的,所说的自锁模激光器和脉冲放大器中的增益介质均为Cr:LiSAF。更进一步的,所说的自锁模激光器和脉冲放大器中的增益介质均为Cr:LiSGAF。更进一步的,所说的自锁模激光器和脉冲放大器中的增益介质均为Cr:YAG。更进一步的,所说的自锁模激光器和脉冲放大器中的增益介质均为Nd:YAG。与现有技术相比,本发明具有以下优点:本发明解决了啁啾脉冲放大系统中长期困扰人们的高频电脉冲和低频电脉冲精确同步延时的问题,并使啁啾脉冲放大系统电路控制部分简单化,同时整个啁啾脉冲放大系统只需要一台激光器泵浦,降低了商品化的啁啾脉冲放大系统的成本。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本发明实施例提供的光学同步的自锁模激光器及其啁啾脉冲放大系统的示意图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。实施例请参阅图1,啁啾脉冲放大系统由泵浦源脉冲激光器1,自锁模激光器2,单脉冲选择器3,脉冲展宽器4,脉冲放大器5,脉冲压缩器6组成。脉冲激光器1同时泵浦自锁模激光器2及脉冲放大器5,自锁模激光器2在输出脉冲包络中会产生锁模脉冲序列,经过单脉冲选择器3从每个包络中取出能量相对较大的锁模脉冲,该锁模脉冲经过脉冲展宽器4在时间上展宽后,送到脉冲放大器5进行能量放大,自锁模激光器2以及脉冲放大器5均被同一台脉冲激光器1泵浦,自锁模激光器输出的锁模脉冲、脉冲放大器的增益以及泵浦源脉冲激光器的泵浦脉冲三者之间在时间上严格同步,它们之间的延时由光学延时实现。放大后的脉冲经过脉冲压缩器6在时间上重新压缩,得到和自锁模激光器输出脉宽相当的超短脉冲。作为啁啾脉冲放大系统泵浦源的脉冲激光器1可以是电光调Q纳秒Nd:YAG倍频激光器,或者声光调Q纳秒Nd:YAG倍频激光器,或者输出波长为670nm的半导体激光器;自锁模激光器2及脉冲放大器5中的增益介质是掺钛蓝宝石,或者是Cr:LiSAF,或者是Cr:LiSGAF,或者是Cr:YAG,或者是Nd:YAG。本发明解决了啁啾脉冲放大系统中长期困扰人们的高频电脉冲和低频电脉冲精确同步延时的问题,并使啁啾脉冲放大系统电路控制部分简单化,同时整个啁啾脉冲放大系统只需要一台激光器泵浦,降低了商品化的啁啾脉冲放大系统的成本。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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