[发明专利]一种矫正激光波前的方法和装置

说明书

本发明公开了一种矫正激光波前的方法和装置。本发明针对波前相位测量时间短，但是变形镜联合波前探测器对激光波前进行矫正这个过程很长，通常至少需要半小时到数小时的问题，采用第一和第二衰减器，通过第一波前探测器测量得到高能激光运行时引入的像差，利用高能激光测量得到的数据作为参考数据，在激光低能运行时完成靶点矫正；在日常运转维护中，激光运行在低能，联调第二波前探测器和变形镜，使得靶点处的激光波前矫正为理想波前；本发明能够极大减小在激光高能状态运行下进行激光波前矫正时，激光运行高能状态的时间；并且仅在初次矫正需要开启高能激光，在日后运行中不再需要开启高能激光，从而降低激光运行风险，提高激光寿命。

技术领域

本发明涉及激光领域，具体涉及一种矫正激光波前的方法和装置。

背景技术

自啁啾激光脉冲放大(CPA)提出后，激光器的峰值功率飞跃发展，激光脉冲峰值功率可达数PW(10¹⁵W)，激光光强可达10²²W/cm2。为了获得高光强，需要将光斑聚焦到微米量级。为了获得极好的聚焦光斑，需要将激光波前相位调整到平面波，从而获得傅里叶转换极限光斑。然而在激光系统以及激光传输中，不可避免的会引入畸变，从而导致激光波前相位偏离理想平面波，恶化激光聚焦焦斑。目前常用的方法是利用变形镜对激光波前进行矫正。

激光系统在高能量和低能量运行时，相位畸变不同。对于高能激光系统，激光工作在高能下，激光会有突发的损伤风险和慢性损伤。因此尽量减少不必要的高能运行模式。然而利用变形镜对激光波前矫正是一个比较耗时的工作，因此需要寻找一种能够减少变形镜对高能激光进行矫正的耗时需求。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了一种矫正激光波前的方法和装置。

本发明的一个目的在于提出一种用于CPA系统的矫正激光波前的装置。

CPA系统依次包括种子源、展宽器、放大器、衰减器组、变形镜和压缩器；激光经压缩器输出后，通过聚焦元件将激光聚焦后，在焦点处与靶体相互作用，焦点处称为靶点，靶点需要理想波前，在靶点后采用波前探测器进行激光波前探测，联合波前探测器和变形镜对靶点处激光波前进行矫正。

本发明的用于CPA系统的矫正激光波前的装置包括：聚焦元件、平面反射镜、第一波前探测器和第二波前探测器、透镜和衰减片；

放大器至少具有两个工作模式：第一工作模式，放大器输出小于百毫焦激光；第二工作模式，放大器输出大于10焦；

衰减器组具有第一衰减器和第二衰减器，第一衰减器放置在第二衰减器之前；

第一衰减器包括半波片、第一偏振片和第二偏振片；通过旋转第一和第二偏振片，实现第一衰减器对激光连续衰减；第一衰减器固定在光路中，不可移动；

第二衰减器包括第一至第四反射镜和挡光垃圾桶；在第一反射镜后放置挡光垃圾桶；第一至第四反射镜均为镀增透膜镜；入射光经过第一反射镜入射到第二衰减器中，第一反射镜对入射光反射，并对入射光方向改变90°，入射到第二反射镜，从第一反射镜透过的光由挡光垃圾桶遮挡住；第二反射镜对入射光反射，并对入射光方向改变90°后，与入射到第一反射镜的光方向平行，经第二反射镜反射后的光入射到第三反射镜；第三反射镜对入射光反射，并对入射光方向改变90°后，与入射到第二反射镜的光方向平行，传播方向相反，经第三反射镜反射后的光入射到第四反射镜；第四反射镜对入射光反射，并对入射光方向改变90°后，与入射到第一反射镜的光方向相同，经第四反射镜反射的光为衰减器输出光；第二衰减器设置在平移台上，第二衰减器通过平移台装置能够移出或移入光路，第二衰减器移出光路时入射光的位置与第二衰减器移入光路后第二衰减器输出光的位置重叠，且方向相同；