[发明专利]预—主激光脉冲光纤集成调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学分束调节装置，特别是一种利用光纤器件实现的预—主激光脉冲时间延迟和幅度比的光纤集成调节装置。

背景技术

利用强激光进行物理实验研究和探索，目前在国内外已经得到了广泛应用。在某些特定的物理实验中，如X光打靶实验等，需要利用预脉冲对靶丸进行预压缩，激发X光对靶面进行高度照明，进而能够清晰的观测等离子喷射现象。因而，需要根据不同物理实验参数，对预—主脉冲之间的时间时序关系和脉冲能量比确定不同数值。在以往的实验中，多采用空间反射镜机械分光的方法实现预—主脉冲的时间和脉冲能量配比。但是这种方式需要较高的调节精度和稳定性，在实际的应用和运行中其可靠性难于满足要求。

因此，研制了一套能够方便调节、精度高且稳定性好的预—主激光脉冲光纤集成调节装置，以提升大能量激光实验系统稳定运行的能力，该装置已在大型激光驱动器中得到实际的应用和验证。

发明内容

本发明目的是克服空间反射镜机械分光调节脉冲的方法带来的精度低、稳定性差等不足，提出一种预—主激光脉冲光纤集成调节装置，该装置基于光纤器件易于集成的特点，采用光纤—光学导轨相结合的方式，不仅减少了机械部件，使体积减小，同时具有预—主脉冲时序和幅度比易控、调节方便、精度高等特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种预—主激光脉冲光纤集成调节装置，其特点在于：包括第一分束器、衰减器、光纤环形器、预脉冲支路偏振控制器、光纤跳线选择模块，主脉冲支路偏振控制器、合束器、第二分束器、示波器、带尾纤的光纤准直器、全反射镜和精密光学导轨；

上述各部件的连接关系如下：

所述的第一分束器的输入端接收光源后将其分成预脉冲和主脉冲两路，该第一分束器的预脉冲输出端依次经所述的衰减器和预脉冲支路偏振控制器与所述的合束器的预脉冲输入端相连，所述的第一分束器的主脉冲输出端与所述的光纤环形器的第一端口相连，该光纤环形器的第二端口与所述的光纤准直器的输入端相连，所述的光纤环形器的第三端口依次经所述的光纤跳线选择模块和主脉冲支路偏振控制器与所述的合束器的主脉冲输入端相连，该合束器的输出端与所述的第二分束器的输入端相连，该第二分束器的第二输出端与所述的示波器相连；

所述的全反射镜安装在五维调整架上，该五维调整架安装在所述的精密光学导轨上，该精密光学导轨的运动轴向与所述的光纤准直器的输出光轴方向重合，且所述的全反射镜与所述的光纤准直器的输出光轴方向垂直。

所述的第一分束器是分束比例为1:4光纤分束器，用于将输入的1053nm光脉冲按1:4的分束比分成预脉冲和主脉冲两个支路。

所述的衰减器具有0～40db的连续衰减调节能力。

所述的第二分束器是分束比例为1:9的光纤分束器，用于从第二输出端输出10％的脉冲能量作为示波器的输入信号，以监测激光脉冲的延时和幅度比。

所述的光纤准直器将所述的环形器的第二端口输出的主激光脉冲光束准直到所述的全反射镜上，光束经全反射镜反射后折返再次经所述的光纤准直器重新进入所述的环形器的第二端口耦合，再该环形器的第三端口输出。

上述各部件均固定在同一块光学平台上，采用有机玻璃防护罩，该防护护罩端面具有若干光纤FC输入和输出接口。

所述的偏振控制器分别在预脉冲支路和主脉冲支路中，对脉冲偏振态进行控制，以便于后续系统中固体放大器有效放大光脉冲。

所述的光纤跳线选择模块可以通过FC/UPC接口连接不同长度的光纤跳线，以此来产生不同的延时，拓宽预—主激光脉冲时间延迟的范围。

所述的合束器将预脉冲和主脉冲两个支路进行合束，输出有一定时间延迟和幅度比的预—主激光脉冲。

所述的示波器用于检测输出脉冲的参数，通过接收第二分束器的第二端口输出的脉冲，可监测预—主激光脉冲的幅度比和时间间隔是否达到使用要求。

全反射镜安装在五维调整架上，可沿精密光学导轨轴向进行高精度平移，通过改变全反镜在导轨上的位置实现主激光脉冲光程的改变。

当精确调节好光纤准直器、全反射镜和精密光学导轨，使环形器的第二端口的出射光脉冲能经全反射镜反射重新耦合进光纤环形器第三端口后，沿光束光轴方向调节导轨上全反射镜的位置，即可实现主激光脉冲光程的改变，进而在预激光脉冲和主激光脉冲之间产生0～6ns内特定的时间间隔，精度可达3ps。

通过调节衰减器的衰减倍率，可实现预脉冲与主脉冲之间的幅度比可变，幅度比调节范围可达0～18％，精度可达1％。

本发明的优点在于：