[发明专利]一种降低压缩器空间啁啾的调节装置及其调节方法

说明书

本发明公开了一种降低压缩器空间啁啾的调节装置及其调节方法。本发明包括第一光源、第二光源、第一偏振分光棱镜，四分之一玻片、第二偏振分光棱镜、第一和第二平面反射镜、平移台、第一和第二光阑以及CCD相机；本发明结构简单，方便并精确地调节压缩器中第一光栅和第二光栅严格平行，并且进一步通过第三和第四光阑还能调节直角反射镜，有效抑制空间啁啾即不同激光频率分布在激光光斑不同位置，从而极大地提高激光压缩脉宽质量，同时也改善后面激光的应用。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种降低压缩器空间啁啾的调节装置及其调节方法。

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，一个振荡器产生超短脉冲(脉冲宽度通常为皮秒或飞秒量级)作为种子源，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)，利用放大器组对已经展宽的长脉冲进行能量放大获得高能量脉冲，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(回到种子源的脉宽量级)从而获得高峰值功率的强场激光脉冲。

大型强场激光系统中压缩器常采用光栅对压缩方法，其结构如图2所示：压缩器由第一光栅G1、第二光栅G2、直角反射镜CCM和输出镜OM组成。经由放大器组放大后的高能激光作为入射光Lin输入到压缩器中，首先入射到第一光栅上半区域，第一光栅对入射激光衍射，衍射角的1级衍射光反射到第二光栅上半区域，第一光栅和第二光栅平行，此时从第二光栅衍射的1级衍射光入射到直角反射镜上，经过直角反射镜反射后将沿着与入射时相反的方向平行出射，直角反射镜将激光的光束高度降低，从直角反射镜输出的激光入射到第二光栅下半区域，第二光栅对入射激光产生衍射，衍射的1级衍射光入射到第一光栅的下半区域，第一光栅对入射激光衍射，产生的1级衍射光与入射到压缩器的输入激光方向平行相反，高度低于入射激光，从第一光栅下半区域衍射后的1级衍射光入射到输出镜上，输出镜将压缩器的输出光Lout反射导出压缩器。

压缩器中第一光栅和第二光栅的平行度非常重要，需要严格平行，否则产生的激光将有严重的空间啁啾，即不同激光频率分布在激光光斑不同位置，这不仅严重降低激光压缩脉宽质量，同时也严重影响后面激光的应用。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了一种降低压缩器空间啁啾的调节装置及其调节方法。

CPA系统包括依次相连的振荡器、展宽器、放大器组和压缩器；其中，振荡器产生超短脉冲作为种子源，种子源经过展宽器对激光进行时间展宽后获得长激光脉冲，再进入放大器组放大能量，获得高能激光，最后通过压缩器将激光的时间尺度压缩；压缩器包括第一光栅、第二光栅、直角反射镜和输出镜，经由放大器组放大后的高能激光作为输入光输入到压缩器中，首先入射到第一光栅的上半区域，第一光栅对入射激光衍射，衍射光与入射光在同一高度的平面内，衍射的1级衍射光反射到第二光栅的上半区域，第二光栅对入射激光衍射，衍射光与入射光在同一高度的平面内，第一光栅和第二光栅平行，此时从第二光栅衍射的1级衍射光入射到直角反射镜上，激光经过直角反射镜反射后将沿着与入射时相反的方向平行出射，直角反射镜将激光的光束高度降低，从直角反射镜输出的激光入射到第二光栅的下半区域，第二光栅对入射激光衍射，衍射的1级衍射光入射到第一光栅的下半区域，第一光栅对入射激光衍射，衍射的1级衍射光与入射到压缩器的输入激光方向平行相反，高度低于入射激光，从第一光栅的下半区域衍射后的1级衍射光入射到输出镜上，输出镜将压缩器的光反射作为输出光导出压缩器。

本发明的一个目的在于提出一种降低压缩器空间啁啾的调节装置。