[发明专利]一种产生飞秒种子光的系统和方法

说明书

一种产生飞秒种子光的系统和方法，包括信号光源、泵浦光源、信号光产生模块和泵浦光产生模块，信号光产生模块包括交叉偏振波产生装置(3)和光参量放大装置(6)；泵浦光产生模块包括延时装置(4)和倍频装置(5)；信号光源输出光束经过交叉偏振波产生装置后作为信号光(100)进入光参量放大装置，泵浦光源输出光束经过延时装置、倍频装置后作为泵浦光(200)进入光参量放大装置，信号光(100)、泵浦光(200)经过光参量放大装置产生闲频光(300)，闲频光(300)作为种子光。本发明将交叉偏振波产生与飞秒光参量放大结合产生闲频光作为种子光，无需空心光纤进行整形，无需引入真空系统，具有结构简单、调节方便、高效易行特点。

技术领域

本发明涉及超短激光脉冲领域，特别是一种产生飞秒种子光的系统和方法，基于交叉偏振波产生和飞秒光参量放大中的闲频光来提升啁啾脉冲放大装置对比度。

背景技术

啁啾脉冲放大(CPA)技术的发明为超短超强激光开辟了新的道路。自二十世纪九十年代以来，CPA技术得到了迅猛的发展，目前世界上很多研究机构都已建立起了基于啁啾脉冲放大技术的数百太瓦(TW)甚至数拍瓦(PW)量级的激光装置。如此高峰值功率的激光装置为人类提供了前所未有的实验手段与极端物理条件，有利于深入地研究客观世界规律。然而在如此高的峰值功率下，激光与物质相互作用时，脉冲前沿强度较大的噪声可能会先于主脉冲与靶面发生作用，产生预等离子体，从而破坏激光与物质相互作用的物理机制。这就使得激光脉冲时域信噪比(定义为主脉冲强度与预脉冲强度之比)的重要性越来越突出。

脉冲对比度问题在近年来已经广泛地引起了各大研究机构的关注，各种用于对比度提升的脉冲净化技术也相应诞生。其中，基于展宽器前的脉冲净化技术因其卓越的性能而获得广泛使用。目前，提升激光脉冲对比度的方法有可饱和吸收体技术(SA)、交叉偏振波(XPW)、飞秒光参量放大(OPA)、等离子体镜等。这些技术各有优缺点，例如可饱和吸收体技术是一种简单传统的方法，但是提升对比度能力不强，只能提升1-2个数量级；利用等离子体镜提升对比度转化效率较低，参数难于控制，而且成本高，一般将对比度提升2-3个数量级；交叉偏振波产生技术近年来发展较快，该技术简单易行，可展宽光谱，但信噪比提升能力受限于检偏器的消光比，同时转换效率较低下，输出能量较低，一般可将对比度提升4-5个数量级；飞秒光学参量放大技术摆脱了偏振片消光比的限制，获得大能量稳定输出，但飞秒光参量放大技术的对比度提升能力会受限于放大增益。

发明内容