[发明专利]一种基于两级串联的准分子激光脉冲展宽方法和装置

权利要求书

1.一种基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：包括一个由单分束元件和共焦谐振腔组成的前级激光脉冲展宽装置，以及一个由双分束元件和共焦谐振腔组成的后级激光脉冲展宽装置，前级脉冲展宽装置中的单分束元件将入射激光束分为两束，一束光直接输出，另一束光进入共焦谐振腔，产生一定的光学延迟后再次入射到分束元件进一步分束，经共焦谐振腔不同循环次数输出的光学延迟光束与直接输出光束合并，形成脉宽展宽的输出光束；经前级激光脉冲展宽装置输出的光束进入后级激光脉冲展宽装置，后级激光脉冲展宽装置中的第一个分束元件将入射激光束分为两束，一束光进入共焦谐振腔，产生一定的光学延迟后入射到第二个分束元件，另一束光直接入射到第二个分束元件；第二个分束元件将每一束入射光束进一步分为两束，其中一束光进入光学谐振腔并产生一定的光学延迟后回到第一个分束元件进一步分束，另一束与其他被分束元件分光后直接输出或者经共焦谐振腔光学延迟后输出的光束合并，形成脉宽进一步展宽的输出光束。

2.根据权利要求1所述的基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：所述前级脉冲展宽装置和后级脉冲展宽装置位置可以互换，前级脉冲展宽装置可由双分束元件和共焦谐振腔组成，后级脉冲展宽装置可由单个分束元件和共焦谐振腔组成；或者前后级脉冲展宽装置均使用双分束元件。

3.根据权利要求1所述的基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：所述前级和后级脉冲展宽装置中的共焦谐振腔可以由四片球面反射镜构成，也可以由两片球面反射镜构成，球面反射镜曲率半径根据具体要求确定。

4.根据权利要求1所述的基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：所述前级和后级脉冲展宽装置中共焦谐振腔的腔长根据脉宽展宽要求的光学延迟时间确定，即L＝n·c·t，L为谐振腔腔长，n为介入1和2之间的常数，c为光速，t为光学延迟时间。

5.根据权利要求1所述的基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：所述前级和后级激光脉冲展宽装置中分束元件的分光比需要进行优化，从而获得更宽的激光脉冲展宽宽度以及更低的脉冲峰值功率，前级激光脉冲展宽装置中单分束元件的分光比(即反射/透射比)范围为0.40/0.60-0.70/0.30，后级激光脉冲展宽装置中两个分束元件的分光比(即反射/透射比)范围为0.25/0.75-0.65/0.35，三片分束元件的分束比根据具体要求确定。

6.根据权利要求1所述的基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：所述前级和后级激光脉冲展宽装置中分束元件的使用入射角为45±5°。

7.根据权利要求1所述的基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：根据实际使用需要，为避免激光脉冲展宽装置过长，可将前级和后级共焦谐振腔的四片球面反射镜变成六片甚至八片球面反射镜，但引入更多反射镜会增加光学损耗，激光脉冲能量损耗进一步增加，球面反射镜片数根据具体结构要求确定。

8.根据权利要求1所述的基于两级串联的准分子激光脉冲展宽装置，其特征在于：当准分子激光波长低于200nm时，激光脉冲展宽装置的整个光路系统均置于高纯氮气环境中。

9.一种基于两级串联的准分子激光脉冲展宽方法，其特征在于：该方法利用权利要求1所述的基于两级串联准分子激光脉冲展宽装置对激光脉冲展宽。