[发明专利]线聚焦空间滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及滤波器，特别是一种线聚焦空间滤波器，特别是一种能够满足高功率激光系统高度集成化、紧蹙化要求的线聚焦空间滤波器。

背景技术

高功率激光系统中空间滤波器的成功引入使得其输出能力获得了质的飞跃，目前空间滤波器已成为高功率激光系统的标准配置，无论是国内的神光系列装置，还是美国的国家点火装置、法国的兆焦耳装置、日本的火神系列装置等都基于空间滤波器建造而成。由于空间滤波器集成了包括抑制小尺度自聚焦、实现像传递、级间隔离、光束扩束、杂散光规避等一系列高功率激光系统所涉及的核心问题，因此，空间滤波器在高功率激光系统中的地位极其重要并且不可替代。

但是，传统的空间滤波器在具备上述卓越功能的同时，又给整个高功率激光系统带来了一个非常大的不利因素，就是过于庞大的空间尺寸。以美国国家点火装置为例，其主放系统采用了两种规格的空间滤波器，焦距分别为11.75米和30米，从而导致其单路装置总长度达170米；国内在建的神光系列装置之一（神光Ⅱ升级装置）尽管采用了折叠式主放设计，其单路装置总长度依然长达70米。如此庞大的系统使得装置的使用范围和使用效率受到了很大的限制。随着高功率激光相关领域的进一步发展，尤其是可移动式高功率激光装置和聚变点火电站等核心需求从概念逐渐走向实施的巨大需求推动下，目前现有的空间滤波器已成为阻碍高功率激光系统发展的关键瓶颈。

发明内容

为了克服传统空间滤波器技术的上述缺点，本发明提供一种用于激光系统的线聚焦空间滤波器，该线聚焦空间滤波器能够满足高功率激光系统高度集成化、紧蹙化的要求。

本发明基于相同原理，根据不同的应用需求有3种不同的技术解决方案，分别命名为独立分解型、组合型和融合型，其各自的具体的技术解决方案如下：

1、独立分解型

一种线聚焦空间滤波器，其特点在于该装置的构成自左至右包括共光轴的垂直放置的第一柱面镜、垂直放置的带有中心狭缝的第一挡板、垂直放置的第二柱面镜，水平放置的第三柱面镜、水平放置的带有中心狭缝的第二挡板和水平放置的第四柱面镜，所述的第一柱面镜的后焦线和第二柱面镜的前焦线共焦线，所述的第一挡板的狭缝中心与所述的第一柱面镜的后焦线和第二柱面镜的前焦线三者重合，所述的第三柱面镜的后焦线、第四柱面镜的前焦线和第二挡板的狭缝中心三者重合，所述第三柱面镜、第二挡板和第四柱面镜构成一体，该一体相对于第二柱面镜的距离可根据所处系统设计要求任意选取。

2、组合型

一种线聚焦空间滤波器，其特点在于该装置的构成自左至右包括共光轴的垂直放置的第一柱面镜、水平放置的第三柱面镜、垂直放置的中心带有中心狭缝的第一挡板、水平放置的带有中心狭缝的第二挡板、垂直放置的第二柱面镜和水平放置的第四柱面镜，所述的第一柱面镜、第二柱面镜为共焦放置，所述的第一挡板的狭缝中心与所述的第一柱面镜和第二柱面镜的共焦线重合；所述的第三柱面镜和第四柱面镜共焦放置，所述的第二挡板的狭缝中心与所述的第三柱面镜和第四柱面镜的共焦线重合，所述的第二挡板、第三柱面镜和第四柱面镜构成一体，该一体相对于第一柱面镜的距离可根据所处系统设计要求任意选取，但该距离不大于第一柱面镜的焦距。

3、融合型

一种线聚焦空间滤波器，其特点在于该装置的构成自左至右包括共光轴的第一两维柱面镜、垂直放置的中心带有狭缝的第一挡板、水平放置的中心带有狭缝的第二挡板和第二两维柱面镜，所述的第一两维柱面镜和第二两维柱面镜为共焦放置，且第一两维柱面镜和第二两维柱面镜的垂直柱面分量和水平柱面分量分别共焦；所述第一挡板的狭缝中心与所述的第一两维柱面镜和第二两维柱面镜的垂直分量的共焦线重合；所述的第二挡板的狭缝中心与所述的第一两维柱面镜和第二两维柱面镜的水平分量的共焦线重合。

本发明的技术效果是：

上述线聚焦空间滤波器装置（包含三种类型）除了可以直接代替传统空间滤波器实现包括抑制小尺度自聚焦、实现像传递、级间隔离、光束扩束、杂散光规避等一系列核心功能之外，其更重要的优势在于