[发明专利]用于调试光栅压缩器的光纤阵列装置及其调试方法

说明书

一种用于调试超短激光脉冲光栅压缩器的光纤阵列装置及其调试方法，沿光路方向该装置由钛宝石飞秒激光器，光纤耦合器，光纤偏振控制器，光纤波分复用器，光纤偏振测量仪，光纤光谱仪，光纤功率计组合，保偏光纤分束器，保偏光纤环形器组合，保偏光纤准直器组合，直角分束棱镜组合，角锥组合和待调试光栅压缩器组成。本发明构建正交性阵列型激光束组，组合多功能光纤器件后监测待调试光栅压缩器光栅对平行度和通过光谱特征，为压缩光栅多维高精度调试提供判据，保证了大口径光栅压缩器的性能，结构新颖，操作简单，支撑超短激光脉冲光栅压缩器及相关技术研究。

技术领域

本发明涉及光栅压缩器调试装置和方法，特别是一种用于调试超短激光脉冲光栅压缩器的光纤阵列装置及其调试方法。

背景技术

超短超强激光技术是国际上激光领域上的研究热点之一。1985年提出啁啾脉冲放大(Chirped Pulse Amplification，CPA)技术产生飞秒脉冲后，超短超强激光技术则得到了进一步突破性进展。目前超短超强激光的发展已经进入拍瓦(PW)，聚焦功率密度达到10²²W/cm²量级，且正在朝更高的目标迈进，有望突破10PW，进入艾瓦级别。达到这样的峰值功率和聚焦功率密度的超短超强激光能在实验室中创造出前所未有的极端环境，它能产生包括超高能量密度、超强电磁场和超短时间尺度等在内的综合性极端物理条件，为激光聚变、等离子体物理、天体物理、以及核医学等领域在实验室条件下提供新的研究手段。超短超强激光通常是指激光脉冲宽度在皮秒(ps，10^-12s)以下，或飞秒(fs，10^-15s)量级，激光功率在太瓦(TW，10¹²W)以上，或拍瓦量级。美国、英国、欧洲、俄罗斯、日本和中国等国家都先后在该领域的研究项目中取得了显著成果。

为达到高峰值功率要求，超短超强激光光源在激光系统中输运过程中需要经过脉冲展宽，脉冲放大，脉冲压缩和脉冲聚焦四个物理过程，其中脉冲压缩依靠大口径光栅压缩器完成。当超短超强激光光源传输至光栅压缩器时，为避免元件损伤，光束口径通常达到百毫米后注入，因此光栅压缩器性能及其多维高精度调试是超短超强激光系统重要研究内容和技术难点之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种适用于调试超短激光脉冲光栅压缩器的光纤阵列装置及其调试方法。该装置由钛宝石飞秒激光器，光纤耦合器，光纤偏振控制器，光纤波分复用器，光纤偏振测量仪，光纤光谱仪，保偏光纤分束器，保偏光纤环形器组合，保偏光纤准直器组合，光纤功率计组合，直角分束棱镜组合，角锥组合和待调试光栅压缩器组成。装置中飞秒激光器输出光束经光纤耦合器，光纤偏振控制器和光纤波分复用器后输出三种单色线偏振激光光源。激光光束经保偏光纤准直器组合后构建特定阵列型激光束组，激光束组经角锥逆向反射并耦合入射保偏光纤环形器，光纤功率计监测对应保偏光纤环形器输出端光强判定光栅对平行度，光纤光谱仪检测宽带光谱光源通过特征，进而完成待调试光栅压缩器的精密调试。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于调试超短激光脉冲光栅压缩器的光纤阵列装置，其特点在于，包括钛宝石飞秒激光器、光纤耦合器、光纤偏振控制器、光纤波分复用器、偏振测量仪、光纤光谱仪、保偏光纤分束器、保偏光纤环形器组合、保偏光纤准直器组合、光纤功率计组合、直角分束棱镜组合和角锥组合；

所述的钛宝石飞秒激光器与啁啾激光脉冲放大激光光源相一致，输出光束经衰减后耦合进入所述的光纤耦合器；

所述的保偏光纤环形器组合由四个相同类型保偏光纤环形器组成，依次命名为第一保偏光纤环形器、第二保偏光纤环形器、第三保偏光纤环形器和第四保偏光纤环形器；