[发明专利]提高低重频激光脉冲光纤放大效率的系统及其方法

权利要求书

1.一种提高低重频激光脉冲光纤放大效率的系统，其特征在于，包括：高重频激光脉冲种子源(1)、光纤输入装置(2)、光纤放大装置(3)、光纤分束装置(4)和光纤延时传输装置(5)；

所述高重频激光脉冲种子源(1)产生重复频率远高于光纤放大器增益介质的上能级寿命倒数的光脉冲并输出到所述光纤输入装置(2)；

所述光纤输入装置(2)将高重频激光脉冲输入到所述光纤放大装置(3)中，所述光纤放大装置(3)使高重频激光脉冲放大后输出到所述光纤分束装置(4)；

所述光纤分束装置(4)包括时序控制开关(4-1)和分束光纤(4-2)，所述时序控制开关(4-1)用于按时间顺序将输入的激光脉冲依次循环分配到n路所述分束光纤(4-2)中，使输入的高重频脉冲在每一根分束光纤(4-2)中的频率降为原来的1/n；

所述光纤延时传输装置(5)包括安装于每一根分束光纤(4-2)中的n个所述延时器(5-1)，用于调节激光脉冲的延时。

2.如权利要求1所述的提高低重频激光脉冲光纤放大效率的系统，其特征在于，还包括低重频脉冲输出装置(6)，所述低重频脉冲输出装置包括：准直透镜(12)或者合束装置，所述合束装置包括辐照靶(13)、低重频脉冲输出合束器(14)和振幅调制器(15)。

3.如权利要求2所述的提高低重频激光脉冲光纤放大效率的系统，其特征在于，所述高重频激光脉冲种子源(1)包括固体激光器、半导体激光器或光纤激光器。

4.如权利要求1所述的提高低重频激光脉冲光纤放大效率的系统，其特征在于，所述高重频激光脉冲种子源(1)包括重频倍增装置，重频倍增装置包括：种子耦合输入光纤(7)、种子光纤分束器(8)、种子光纤延迟器(9)、种子光纤振幅调制器(10)和种子光纤合束器(11)，用于当输出光脉冲的重复频率不满足远高于光纤放大器增益介质的上能级寿命倒数的条件时，提高输出光脉冲的重复频率。

5.如权利要求1所述的提高低重频激光脉冲光纤放大效率的系统，其特征在于，所述光纤输入装置(2)包括高重频激光脉冲种子源(1)的光纤耦合系统、模场适配器以及传输光纤。

6.如权利要求1所述的提高低重频激光脉冲光纤放大效率的系统，其特征在于，所述光纤放大装置(3)包括增益光纤、泵浦激光器和泵浦信号耦合器。

7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的系统提高低重频激光脉冲光纤放大效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，产生高重频激光脉冲序列并通过光纤输入装置(2)输入；

S2，通过光纤放大装置(3)使高重频激光脉冲放大产生单脉冲能量增长的脉冲序列；

S3，利用时序控制开关(4-1)，将输入的高重频激光脉冲序列按时间顺序依次循环分配到n路分束光纤(4-2)中，使输入的高重频激光脉冲在每一根分束光纤(4-2)中的频率降为原来的1/n，产生低重频激光脉冲序列；

S4，利用光纤延时传输装置调节每路分束光纤(4-2)中激光脉冲序列的延时，使所述低重频激光脉冲序列输出。

8.如权利要求7所述的提高低重频激光脉冲光纤放大效率的方法，其特征在于，所述的步骤S4中，使所述低重频激光脉冲序列输出包括：使低重频激光脉冲序列以直接光纤输出、空间光准直输出或者组合输出方式输出。

9.如权利要求8所述的提高低重频激光脉冲光纤放大效率的方法，其特征在于，所述的组合输出方式包括：多路脉冲同步叠加高能量脉冲耦合输出、多路脉冲轻微异步任意波形组合输出和多路光纤耦合打靶输出的方式。

10.如权利要求7所述的提高低重频激光脉冲光纤放大效率的方法，其特征在于，所述的步骤S1进一步包括：利用高重频激光脉冲种子源(1)产生高重频激光脉冲序列和光纤耦合的输入步骤。