[发明专利]一种具有自参考光的激光与打靶调试装置及其调试方法

说明书

本发明公开了一种具有自参考光的激光与打靶调试装置及其调试方法。本发明包括种子源、展宽器、第一放大器、第一泵浦源、选单系统、第二放大器、第二泵浦源、压缩器、参考光回路、参考光开关和三相开关；本发明无需外部置入参考光，更经济；自参考光与主激光光束质量，包括光斑大小、发散角和波长相同，能够精准代替原激光用于后续打靶系统调试，与用主激光调试结果相当；参考光开关的加入增加了使用安全性，避免了误操作下带来的事故；mKHz激光重频高，利于人眼观察，作为自参考光用于后续调节非常方便。

技术领域

本发明涉及激光领域，具体涉及一种具有自参考光的激光与打靶调试装置及其调试方法。

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。这类强场激光被广泛应用于激光等离子相互作用中。

常见的CPA系统如图1所示，一个种子源产生超短脉冲(脉冲宽度通常为皮秒或飞秒量级)作为种子源脉冲，经过展宽器对脉冲进行时间展宽后获得长脉冲(脉宽长度几十皮秒到纳秒量级，具体展宽后的脉宽长度取决于最终需要放大的能量)，利用放大器组系统对已经展宽的长脉冲进行能量放大获得高能量脉冲，其中泵浦对放大器组提供能量，高能量的激光脉冲最后通过压缩器将脉冲的时间尺度压缩到最小(回到种子源脉冲的脉宽量级)从而获得高峰值功率的强场激光脉冲。输出后的脉冲进一步传输到靶区进行打靶。

在靶区打靶处与压缩器之间加入自参考光，自参考光的激光光斑尺寸、波长和发散角等与压缩器输出的主激光相当，这样可以利用自参考光代替主激光来进行靶区的准备。然而由于自参考光是一个独立的激光，激光波长，光把尺寸，发散角等都只能尽可能匹配主激光，无法和主激光一模一样，并且主激光所经过的路径和自参考光不相同，代入的波前信息不同，因此尤其在聚焦时，自参考光代替主激光调试意义不大。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明提出了一种具有自参考光的激光与打靶调试装置及其调试方法。

本发明的一个目的在于提出一种具有自参考光的激光与打靶调试装置。

本发明的具有自参考光的激光与打靶调试装置包括：种子源、展宽器、第一放大器、第一泵浦源、选单系统、第二放大器、第二泵浦源、压缩器、参考光回路、参考光开关和三相开关；其中，种子源产生的激光进入展宽器后，经过第一放大器进行放大，第一泵浦源为第一放大器提供能量，第一泵浦源重频为mKHz，第一放大器输出重频mKHz激光脉冲；第一放大器输出的mKHz激光脉冲经过选单系统选单后获得nHz激光脉冲，m和n分别为大于1且小于10的整数，nHz激光脉冲进入第二放大器进行放大，第二泵浦源为第二放大器提供能量，第二放大器输出的激光进入压缩器压缩，输出激光送入靶区打靶；

其中，选单系统将1秒中m×1000个激光脉冲中的n个激光脉冲选出作为主激光，送入第二放大器，剩余的m×1000-n个激光脉冲输出选单系统，这m×1000-n个激光脉冲称为自参考光，自参考光从选单系统输出后进入参考光回路，在自参考光从选单系统输出进入参考光回路中间加入参考光开关，自参考光在参考光回路中传输后再被传送回选单系统，通过后续的第二放大器和压缩器，进入靶区；参考光开关和第二泵浦源通过三相开关连接到同一电源上，电源接通第二泵浦源或参考光开关，第二泵浦源或参考光开关，才能够工作；

三相开关具有三个通路，分别为第一通路、第二通路和第三通路，每次只能选择连通其中一路；第一通路连接参考光开关，第二通路连接第二泵浦源，第三通路连接地；

当三相开关的第一通路连通，参考光开光接通电源时，此时第二泵浦源没有连通电源，无法启动第二泵浦源，第二放大器没有能源供给，无高能激光输出，这样能够保证自参考光用作后续调节光路时，后续光路没有高能激光，此时保障操作人员安全；