[发明专利]一种基于负电性气体等离子体的脉冲脉宽压缩装置及方法有效
申请号: | 201911117919.8 | 申请日: | 2019-11-13 |
公开(公告)号: | CN110911947B | 公开(公告)日: | 2020-09-04 |
发明(设计)人: | 黄崟东;常超;徐行;乔智;张子义;庾韬颖;陈硕;王睿星 | 申请(专利权)人: | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 |
主分类号: | H01S3/00 | 分类号: | H01S3/00 |
代理公司: | 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 | 代理人: | 张睿 |
地址: | 100071 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 负电 性气 等离子体 脉冲 压缩 装置 方法 | ||
本发明涉及一种基于负电性气体等离子体的脉冲脉宽调制装置及方法,包括:泵浦激光器、负电性气体等离子体发生单元和第一脉冲光路调整单元;负电性气体等离子体发生单元用于对负电性气体进行电离产生负电性等离子体,将负电性等离子体进行振荡获取周期密度调制结构;第一脉冲光路调整单元用于将泵浦激光器产生的泵浦激光转换成圆偏振激光后,入射至负电性气体等离子体发生单元,使圆偏振激光与周期密度调制结构发生受激布里渊散射,产生经脉宽调制后的输出脉冲。本实施例提供的脉冲脉宽调制装置及方法,实现了基于光电同步的受激布里渊散射方案,减少了制备周期密度调制结构需使用数十路激光的能耗,在解决能源消耗的同时,实现了整体设备小型化。
技术领域
本发明涉及光电技术领域,尤其涉及一种基于负电性气体等离子体的脉冲脉宽调制装置及方法。
背景技术
现有技术中在采用基于等离子体的受激布里渊散射进行能量合束的方法进行脉冲脉宽调制时,一般是通过多路激光进行同步加热靶气体,获得密度周期调制的等离子体。例如美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室通过采用60路预热激光器,制备具有周期密度调制的等离子体,在利用获取的等离子体对泵浦激光脉冲进行脉宽调制。
采用上述方法进行脉冲脉宽调制时,需要数十个激光发生器同时作用于靶气体,对于各激光器的输出激光束的综合调制的不但操作复杂、难度大,并且能耗大,设备不易实现小型化。
目前,尚没有能够在基于负电性气体等离子体的基础上,完成脉冲脉宽调制的装置面世。
发明内容
本发明实施例提供一种基于负电性气体等离子体的脉冲脉宽调制装置及方法,提出了一种全新的基于负电性气体等离子体的脉冲脉宽调制方法,可以极大克服数十台激光器同步加热靶向气体所带来的缺陷。
本发明实施例提供一种基于负电性气体等离子体的脉冲脉宽调制装置,包括:泵浦激光器、负电性气体等离子体发生单元和第一脉冲光路调整单元;其中,负电性气体等离子体发生单元用于对负电性气体进行电离产生负电性等离子体,并将负电性等离子体进行振荡获取周期密度调制结构。第一脉冲光路调整单元用于将泵浦激光器产生的泵浦激光转换成圆偏振激光后,入射至负电性气体等离子体发生单元,使圆偏振激光与周期密度调制结构发生受激布里渊散射,产生经脉宽调制后的输出脉冲。
进一步地,上述负电性气体等离子体发生单元包括射频阻抗匹配单元、交变电源上电极、交变电源下电极以及真空腔室;其中:
射频阻抗匹配单元与函数发生器以及交变电源上电极相连接,用于在交变电源上电极和交变电源下电极之间产生周期调制的交变电流;交变电源上电极、交变电源下电极均为板状结构,位于真空腔室内;交变电源上电极上开设有孔洞,圆偏振激光通过孔洞入射至真空腔室内;所述真空腔室用于存放负电性气体。
进一步地,在射频阻抗匹配单元与函数发生器之间还设置有功率放大器。
进一步地,第一脉冲光路调整单元包括在光路上依次连接的第一偏振分光镜、第一四分之一玻片、第一聚焦透镜以及第一石英窗口片,其中:
第一偏振分光镜使所述泵浦激光偏折90°,以同时实现基于光路偏振的注入与输出;函数发生器与泵浦激光器相连接,用于对泵浦激光器和射频阻抗匹配单元进行统一调配。
进一步地,输出脉冲沿圆偏振激光的传播方向的相反反向传播,依次通过孔洞、第一石英窗口片、第一聚焦透镜、第一四分之一玻片以及第一偏振分光镜后,转换成经脉宽调制后的线性偏振脉冲激光。
进一步地,本发明实施例提供的基于负电性气体等离子体的脉冲脉宽调制装置,还包括种子激光器和第二脉冲光路调整单元,第二脉冲光路调整单元用于对种子激光器输出的种子脉冲激光进行调整,使调整后种子脉冲激光与圆偏振激光在周期密度调制结构中重合。
进一步地,第二脉冲光路调整单元包括在光路上依次连接的第二偏振分光镜、第二四分之一玻片、第二聚焦透镜以及第二石英窗口片,其中:
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