[发明专利]基于倍频型级联啁啾脉冲放大产生高信噪比脉冲的装置

摘要

本发明属于激光技术领域，具体为一种产生高信噪比光脉冲的装置。该装置主要由多级啁啾脉冲放大部分和脉冲倍频净化部分组成。各级啁啾脉冲放大系统分别工作在不同的波长(即基波和谐波)，二者间通过倍频过程来实现脉冲的非线性净化和波长的转换匹配，从而获得高信噪比脉冲。这种装置有着脉冲净化能力强，整体效率高和向大口径高能量状态扩展性好的优点，可以用于构建拍瓦量级的激光系统。

主权项

一种产生高信噪比光脉冲的装置，其特征在于由工作于基频波段的预放大器、脉冲倍频净化部分及工作在谐波波段的主放大器组成；其中：预放大器部分，包括一台飞秒激光器、一台同步长脉冲激光器、一个光参量产生-光参量放大(OPG-OPA)系统、两个延时器以及光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)系统，光参量啁啾脉冲放大系统包括光栅展宽器、光参量放大系统、光栅压缩器；所述飞秒激光器泵浦一个OPG-OPA系统，得到设计好的基频波长的短脉冲，并以此作为光参量啁啾脉冲放大系统的种子光；以所述的同步长脉冲激光器作为泵浦源，把从OPG-OPA系统中得到的基频短脉冲通过光栅展宽器，展宽到与长脉冲激光器输出脉冲的脉宽相匹配；由一块设计合理的非线性晶体作为增益介质来完成啁啾后的光参量放大过程；为了放大后信号光的分离，泵浦光与信号光之间有大概1°的非共线角；所述两个延时器由反射镜构成，两个延时器分别用于调节OPG-OPA系统与OPCPA的泵浦光与信号光脉冲的时间延时，使它们在时间上重叠；放大完成后，再由光栅压缩器将放大后的光脉冲重新压缩成短脉冲；脉冲倍频净化部分，由满足位相匹配的非线性晶体来实现，输出波长对准主放大器的高信噪比短脉冲；主放大器，由啁啾脉冲放大系统组成，包括光栅展宽器、增益介质、泵浦源和光栅压缩器；倍频后的高信噪比脉冲经过光栅展宽器展宽至长脉冲，增益介质为能级型增益介质或者用于光参量放大的非线性晶体，相应的泵浦源为半导体激光器、光纤激光器、惰性气体灯或同步的长脉冲激光器等。放大后的脉冲经过光栅压缩器，最终获得高信噪比的脉冲输出。