[实用新型]激光脉冲整形装置及激光脉冲整形系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，具体而言，涉及一种激光脉冲整形装置及激光脉冲整形系统。

背景技术

随着激光的应用领域越来越广，对激光脉冲的时域波形的可控性的研究也越来越受到人们的重视。如在激光惯性约束巨变中，终端脉冲时间填充因子的要求越来越高，直接导致了对前端时间脉冲整形的要求越来越高。在一些民用、医疗等领域，整形后的平顶激光的应用非常重要。如在激光材料加工、激光扫描、光学信息处理、激光治疗近视和心血管吻合手术中均需要整形的平顶激光脉冲。在研究激光与电子束的相互作用、量子动力学控制、飞秒脉冲放大等领域，飞秒脉冲整形作为一种控制超短脉冲波形的工具发挥着重要作用。

现有技术中，用于飞秒激光整形的技术方案主要有以下几种：

1.空间光调制器基于空间光调制器的光脉冲整形，其核心是利用模板对在空间色散开来的各频率成分进行平行调制，从而获得所需的波形。光栅和透镜共同组成了所谓的“零色散脉冲压缩”构形。具有空间分布的振幅和位相型模板对各Fourier分量进行调制，就获得了整形的输出脉冲。该技术方案理论上可以产生较好的任意波形整形脉冲，但是在实际应用中，调制函数的选取及调制模板的制作较为复杂。

2.光纤啁啾脉冲堆积器啁啾脉冲堆积首先由日本大阪大学激光工程研究所在研制GEKKO-XII升级装置时提出，其原理是将一个百PS级的啁啾脉冲经光纤分束器分成若干子脉冲，各子脉冲进入不同路光纤，利用压电陶瓷(PZT)控制光纤长度以使各路脉冲之间存在一定的延时，用可调光衰减器(VOA)控制各路脉冲的振幅大小，再将各路光纤中的脉冲叠加产生所需的NS级整形脉冲。光纤脉冲堆积器一般和集成光学脉冲整形方案共同使用，这种整形方案可以获得较好的整形脉冲，但是其调制单元的复杂性及精密性，以及高成本等因素的制约，限制了这种整形方案的应用范围。

3.纳米微结构飞秒脉冲整形系统利用纳米微结构的飞秒脉冲时域波形整形系统，包括使用光子晶体周期结构的飞秒脉冲整形，以及使用纳米微结构进行飞秒脉冲时域波形整形。如飞秒脉冲在微环阵列中传输时，对于某一个微环会与飞秒激光脉冲光束的某一频率产生共振耦合，相应频率的光会耦合进微环发生波导耦合。耦合效率与微环的参数有关，飞秒激光的振幅与相位都会得到调制，其波形也会得到调制。但该方案理论与技术都较为复杂，且控制与设计要求高，不易于在普通激光器上使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光脉冲整形装置及激光脉冲整形系统，不涉及非线性光学效应，光路调整简单、成本低廉，可以得到任意波形的啁啾脉冲或飞秒激光脉冲。

本实用新型是这样实现的：

一种激光脉冲整形装置，激光脉冲整形装置包括分束器、第一偏振器、第二偏振器、电光晶体、光电探测器以及脉冲电源，飞秒激光展宽形成的宽带啁啾脉冲经由分束器后分成第一路脉冲信号和第二路脉冲信号，第二路脉冲信号通过光电探测器，光电探测器、脉冲电源以及电光晶体依次电性连接，光电探测器用于检测到第二路脉冲信号后即发送电信号给脉冲电源，脉冲电源用于在接收到电信号后施加脉冲电压给电光晶体；第一路脉冲信号依次通过第一偏振器、电光晶体以及第二偏振器，依据偏振光的干涉原理，以及脉冲电源施加给电光晶体的脉冲电压的形状，实现对第一路脉冲信号透射率的调制，从而将宽带啁啾脉冲整形。

进一步地，第一偏振器还包括第一透光轴，第二偏振器还包括第二透光轴，第一透光轴与第二透光轴互相垂直。

进一步地，第一路脉冲信号和第二路脉冲信号夹角为90度。

进一步地，脉冲电压与第一路脉冲信号的波长值一一对应。

进一步地，施加在电光晶体上的脉冲电压与通过电光晶体的第一路脉冲信号在时间上同步。

进一步地，电光晶体的数量为多个，多个电光晶体相互之间进行光学串联。

进一步地，电光晶体的数量为多个，多个电光晶体相互之间进行光学并联。

进一步地，电光晶体的数量为多个，多个电光晶体相互之间进行光学串联和并联。