[发明专利]基于空芯光纤空间相干组束的周期量级激光系统

摘要

一种基于空芯光纤空间相干组束的周期量级激光系统，该系统将多光路光学参量啁啾脉冲放大技术及空间相干组束技术和激光光束在空芯光纤系统的后压缩技术相结合，最终实现大能量及少周期脉宽的激光脉冲输出。本发明中的系统利用了单路光学参量啁啾脉冲放大的高增益和无热效应的特点，使相同种子光经过N路光学参量啁啾脉冲放大压缩，然后对放大后的信号光进行空间相干合成，再经过整形聚焦后注入到空芯光纤压缩系统中，实现大能量，少周期短脉宽，光束质量好的激光脉冲输出。该发明大大降低了对光学参量啁啾脉冲放大中晶体和压缩器中光栅的损伤阈值的要求，也大大降低了空间相干组束过程中对每路输出光的相对延时控制的严格要求。

主权项

1.一种基于空芯光纤空间相干组束的周期量级激光系统，其特征在于该系统包括：CEP稳定种子源(1)、展宽器(2)、OPCPA高能泵浦源(3)、第一信号光分束镜(11)、第二信号光分束镜(12)、第三信号光分束镜(13)、……、第N‑1信号光分束镜；第一泵浦光分束镜(21)、第二泵浦光分束镜(22)、第三泵浦光分束镜(23)、……、第N‑1泵浦光分束镜；第一路OPCPA放大系统(31)、第二路OPCPA放大系统(32)、第三路OPCPA放大系统(33)、……、第N路OPCPA放大系统(3N)；第一合束镜(41)、第二合束镜(42)、……、第N‑1合束镜；第一反射镜(4)、第二反射镜(5)、第三反射镜(6)、第四反射镜(7)、聚焦系统(8)、空芯光纤压缩系统(9)、啁啾补偿系统(10)和准直系统(101)；所述的CEP稳定种子源(1)出射的种子光经展宽器(2)展宽后，入射到所述的第一信号光分束镜(11)，经该第一信号光分束镜(11)分束为第一信号反射光束和第一信号透射光束，该第一信号透射光束经所述的第二信号光分束镜(12)分束为第二信号反射光束和第二信号透射光束，该第二信号透射光束经所述的第三信号光分束镜(13)分束为第三信号反射光束和第三信号透射光束，……，该第N‑2信号透射光束经第N‑1信号光分束镜分束为第N‑1信号反射光束和第N‑1信号透射光束，该第N‑1信号透射光束经第一反射镜(4)后的第N信号反射光束入射到所述的第N路OPCPA放大系统(3N)；所述的OPCPA高能泵浦源(3)发出的泵浦光经过第一泵浦光分束镜(21)分束为第一泵浦反射光束和第一泵浦透射光束，该第一泵浦透射光束经所述的第二泵浦光分束镜(22)分束为第二泵浦反射光束和第二泵浦透射光束，该第二泵浦透射光束经所述的第三泵浦光分束镜(23)分束为第三泵浦反射光束和第三泵浦透射光束，以此类推……，该第N‑2泵浦透射光束经第N‑1泵浦光分束镜分束为第N‑1泵浦反射光束和第N‑1泵浦透射光束，该第N‑1泵浦透射光束经第二反射镜(5)后的第N泵浦反射光束入射到所述的第N路OPCPA放大系统(3N)；所述的第一信号反射光束和第一泵浦反射光束同时注入到第一路OPCPA放大系统(31)，经所述的第一路OPCPA放大系统(31)放大的第一放大光束再经第三反射镜(6)反射后入射到所述的第一合束镜(41)；所述的第二信号反射光束和第二泵浦反射光束同时注入到第二路OPCPA放大系统(32)，经第二路OPCPA放大系统(32)放大的第二放大光束入射到所述的第一合束镜(41)；所述的第三信号反射光束和第三泵浦反射光束同时注入到第三路OPCPA放大系统(33)，经第三路OPCPA放大系统(33)放大的第三放大光束入射到所述的第二合束镜(42)，以此类推……，所述的第N信号反射光束和第N泵浦反射光束同时注入到第N路OPCPA放大系统(3N)，经第N路OPCPA放大系统(3N)放大的第N放大光束入射到所述的第N‑1合束镜；入射到所述的第一合束镜(41)的第一放大光束和第二放大光束经所述的第一合束镜(41)合束后与入射到第二合束镜(42)的第三放大光束经所述的第二合束镜(42)再次合束，以此类推……，经所述的第N‑2合束镜合束后的合束光和所述的第N放大光束经所述的第N‑1合束镜合束后，依次经所述的第四反射镜(7)、聚焦系统(8)、空芯光纤压缩系统(9)、啁啾补偿系统(10)和准直系统(101)输出；所述的第一信号光分束镜(11)、第二信号光分束镜(12)、第三信号光分束镜(13)、……、和第N‑1信号光分束镜的分光比为透射:反射＝N‑1:1,N‑2:1,N‑3:1,……,1:1；所述的第一泵浦光分束镜(21)、第二泵浦光分束镜(22)、第三泵浦光分束镜(23)、……、和第N‑1泵浦光分束镜的分光比为透射:反射＝N‑1:1,N‑2:1,N‑3:1,……,1:1。