一种降低压缩器空间啁啾的调节装置及其调节方法与流程

专利2022-05-09  152


本发明涉及激光技术领域,具体涉及一种降低压缩器空间啁啾的调节装置及其调节方法。



背景技术:

自啁啾激光脉冲放大(cpa)提出后,激光器的峰值功率飞跃发展,激光脉冲峰值功率可达数pw(1015w),激光光强可达1022w/cm2。这类强场激光被广泛应用于激光等离子相互作用中。

常见的cpa系统如图1所示,一个振荡器产生超短脉冲(脉冲宽度通常为皮秒或飞秒量级)作为种子源,经过展宽器对脉冲进行时间展宽后获得长脉冲(脉宽长度几十皮秒到纳秒量级,具体展宽后的脉宽长度取决于最终需要放大的能量),利用放大器组对已经展宽的长脉冲进行能量放大获得高能量脉冲,高能量的激光脉冲最后通过压缩器将脉冲的时间尺度压缩到最小(回到种子源的脉宽量级)从而获得高峰值功率的强场激光脉冲。

大型强场激光系统中压缩器常采用光栅对压缩方法,其结构如图2所示:压缩器由第一光栅g1、第二光栅g2、直角反射镜ccm和输出镜om组成。经由放大器组放大后的高能激光作为入射光lin输入到压缩器中,首先入射到第一光栅上半区域,第一光栅对入射激光衍射,衍射角的1级衍射光反射到第二光栅上半区域,第一光栅和第二光栅平行,此时从第二光栅衍射的1级衍射光入射到直角反射镜上,经过直角反射镜反射后将沿着与入射时相反的方向平行出射,直角反射镜将激光的光束高度降低,从直角反射镜输出的激光入射到第二光栅下半区域,第二光栅对入射激光产生衍射,衍射的1级衍射光入射到第一光栅的下半区域,第一光栅对入射激光衍射,产生的1级衍射光与入射到压缩器的输入激光方向平行相反,高度低于入射激光,从第一光栅下半区域衍射后的1级衍射光入射到输出镜上,输出镜将压缩器的输出光lout反射导出压缩器。

压缩器中第一光栅和第二光栅的平行度非常重要,需要严格平行,否则产生的激光将有严重的空间啁啾,即不同激光频率分布在激光光斑不同位置,这不仅严重降低激光压缩脉宽质量,同时也严重影响后面激光的应用。



技术实现要素:

针对以上现有技术中存在的问题,本发明提出了一种降低压缩器空间啁啾的调节装置及其调节方法。

cpa系统包括依次相连的振荡器、展宽器、放大器组和压缩器;其中,振荡器产生超短脉冲作为种子源,种子源经过展宽器对激光进行时间展宽后获得长激光脉冲,再进入放大器组放大能量,获得高能激光,最后通过压缩器将激光的时间尺度压缩;压缩器包括第一光栅、第二光栅、直角反射镜和输出镜,经由放大器组放大后的高能激光作为输入光输入到压缩器中,首先入射到第一光栅的上半区域,第一光栅对入射激光衍射,衍射光与入射光在同一高度的平面内,衍射的1级衍射光反射到第二光栅的上半区域,第二光栅对入射激光衍射,衍射光与入射光在同一高度的平面内,第一光栅和第二光栅平行,此时从第二光栅衍射的1级衍射光入射到直角反射镜上,激光经过直角反射镜反射后将沿着与入射时相反的方向平行出射,直角反射镜将激光的光束高度降低,从直角反射镜输出的激光入射到第二光栅的下半区域,第二光栅对入射激光衍射,衍射的1级衍射光入射到第一光栅的下半区域,第一光栅对入射激光衍射,衍射的1级衍射光与入射到压缩器的输入激光方向平行相反,高度低于入射激光,从第一光栅的下半区域衍射后的1级衍射光入射到输出镜上,输出镜将压缩器的光反射作为输出光导出压缩器。

本发明的一个目的在于提出一种降低压缩器空间啁啾的调节装置。

本发明的降低压缩器空间啁啾的调节装置包括:第一光源、第二光源、第一偏振分光棱镜,四分之一玻片、第二偏振分光棱镜、第一和第二平面反射镜、平移台、第一和第二光阑以及ccd相机;其中,偏振分光棱镜对竖直偏振激光反射,对水平偏振激光透射;压缩器中的直角反射镜替换为第一平面反射镜;第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机放置在平移台上,在第二偏振分光棱镜的反射方向放置ccd相机;第一光源和第二光源均为单色光源,且波长不同,第一光源和第二光源的波长均在cpa系统输出的激光波长范围内,第一光源的偏振为竖直偏振,第二光源的偏振为水平偏振;第一光源和第二光源分别发出波长不同的第一激光和第二激光,竖直偏振的第一激光经第一偏振分光棱镜反射后与水平偏振的第二激光经第一偏振分光棱镜透射后合束,合束中的第一激光和第二激光同轴同向;经过四分之一玻片,将第一激光和第二激光的偏振调整为圆偏振,合束的圆偏振激光经第二偏振分光棱镜透射后为水平偏振,透射光作为参考光输出;在第二偏振分光棱镜至第一光栅之间依次放置第一光阑和第二光阑,第一和第二光阑用来标定参考光方向,参考光依次通过第一光阑和第二光阑,再先后经过第一光栅和第二光栅后至第一平面反射镜;调节第一平面反射镜的俯仰和倾斜,使参考光经第一平面反射镜反射后,原路返回依次通过第二光阑和第一光阑,经第二偏振分光棱镜反射后由ccd相机接收;由于第一激光与第二激光的波长不同,因此只有第一光栅与第二光栅平行时,二者在ccd相机上的光斑才会重合,观察ccd相机上的光斑,如果ccd相机上是两个光斑,即第一激光和第二激光在ccd相机上的光斑不重合,表明第一光栅和第二光栅不平行,调节第二光栅的角度,并配合调节第一平面反射镜,使参考光经第一平面反射镜反射后,原路返回依次通过第二光阑和第一光阑,直至观察到ccd相机上光斑是一个光斑,即第一激光和第二激光在ccd相机上的光斑是重合的,表明第一和第二光栅平行;通过平移台将第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机推出光路,在放大器组输出的激光进入压缩器之前,设置第三平面反射镜和第四平面反射镜;放大器组输出的激光通过第三平面反射镜和第四平面反射镜后,依次通过第一光阑和第二光阑,此时放大器组输出的激光与参考光在进入第一光栅之前同轴同向;将第一平面反射镜替换为直角反射镜,输出镜输出压缩光,完成压缩器。

本发明还能用来调节直角反射镜,进一步包括第三和第四光阑;通过平移台将第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机推出光路,撤出第一光阑和第二光阑,并在第二偏振分光棱镜与第一光栅之间依次放置第三光阑和第四光阑,第三和第四光阑上分别设置上下两个孔,同一个光阑上的两个孔的中心连线垂直于光轴,两个孔的高度差为直角反射镜改变激光的光束高度,第三光阑的上下两个孔分别为第一小孔和第四小孔,第四光阑的上下两个孔分别第二小孔和第三小孔;激光依次通过第三光阑的第一小孔和第四光阑的第二小孔,先后经过第一光栅和第二光栅后至直角反射镜;经直角反射镜反射后光束高度降低,再依次经过第二光栅和第一光栅后,通过调节直角反射镜的俯仰和倾斜,使得激光依次通过第四光阑的第三小孔和第三光阑的第四小孔,表明直角反射镜调节完毕。

cpa系统的激光光谱带宽(fwhm)大于20nm,第一光源和第二光源的波长相差大于15nm,且在cpa系统的激光光谱范围内。

第一和第二光阑具有中间一个通孔,高度一致;利用操作者手动测量或者采用水平仪标定,将第一和第二光阑的通孔高度调节一致。

本发明的另一个目的在于提出一种降低压缩器空间啁啾的调节方法。

本发明的降低压缩器空间啁啾的调节方法,包括以下步骤:

1)将压缩器中的直角反射镜替换为第一平面反射镜;

2)第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机放置在平移台上,在第二偏振分光棱镜的反射方向放置ccd相机,通过平移台将第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机推入光路;

3)第一光源和第二光源分别发出波长不同的第一激光和第二激光,竖直偏振的第一激光经第一偏振分光棱镜反射后与水平偏振的第二激光经第一偏振分光棱镜透射后合束,合束中的第一激光和第二激光同轴同向;

4)经过四分之一玻片,将第一激光和第二激光的偏振调整为圆偏振,合束的圆偏振激光经第二偏振分光棱镜透射后为水平偏振,透射光作为参考光输出;

5)在第二偏振分光棱镜至第一光栅之间依次放置第一光阑和第二光阑,第一和第二光阑用来标定参考光方向,参考光依次通过第一光阑和第二光阑,再先后经过第一光栅和第二光栅后至第一平面反射镜;

6)调节第一平面反射镜的俯仰和倾斜,使参考光经第一平面反射镜反射后,原路返回依次通过第二光阑和第一光阑,经第二偏振分光棱镜反射后由ccd相机接收;

7)由于第一激光与第二激光的波长不同,因此只有第一光栅与第二光栅平行时,二者在ccd相机上的光斑才会重合,观察ccd相机上的光斑,如果ccd相机上是两个光斑,即第一激光和第二激光在ccd相机上的光斑不重合,表明第一光栅和第二光栅不平行,调节第二光栅的角度;

8)重复步骤6)~7),直至观察到ccd相机上光斑是一个光斑,即第一激光和第二激光在ccd相机上的光斑是重合的,表明第一和第二光栅平行;

9)通过平移台将第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机推出光路,在放大器组输出的激光进入压缩器之前,设置第三平面反射镜和第四平面反射镜;

10)放大器组输出的激光通过第三平面反射镜和第四平面反射镜后,依次通过第一光阑和第二光阑,此时放大器组输出的激光与参考光在进入第一光栅之前同轴同向;

11)将第一平面反射镜替换为直角反射镜,输出镜输出压缩光,完成压缩器。

进一步,还能够调节直角反射镜,包括以下步骤:

a)通过平移台将第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机推出光路;

b)撤出第一光阑和第二光阑,并在第二偏振分光棱镜与第一光栅之间依次放置第三光阑和第四光阑,第三和第四光阑上分别设置上下两个孔,同一个光阑上的两个孔的中心连线垂直于光轴,两个孔的高度差为直角反射镜改变激光的光束高度,第三光阑的上下两个孔分别为第一小孔和第四小孔,第四光阑的上下两个孔分别第二小孔和第三小孔;

c)激光依次通过第三光阑的第一小孔和第四光阑的第二小孔,先后经过第一光栅和第二光栅后至直角反射镜;

d)经直角反射镜反射后光束高度降低,再依次经过第二光栅和第一光栅衍射;

e)通过调节直角反射镜的俯仰和倾斜,使得激光依次通过第四光阑的第三小孔和第三光阑的第四小孔,表明直角反射镜调节完毕。

本发明的优点:

本发明结构简单,方便并精确地调节压缩器中第一光栅和第二光栅严格平行,有效抑制空间啁啾即不同激光频率分布在激光光斑不同位置,从而极大地提高激光压缩脉宽质量,同时也改善后面激光的应用。

附图说明

图1为cpa系统的结构框图;

图2为压缩器对激光压缩的光路图;

图3为本发明的降低压缩器空间啁啾的调节装置的一个实施例的光路图;

图4为本发明的降低压缩器空间啁啾的调节装置的一个实施例的光栅调平行后激光的光路图;

图5为本发明的降低压缩器空间啁啾的调节装置的一个实施例的第三和第四光阑的示意图;

图6为本发明的降低压缩器空间啁啾的调节装置的一个实施例的直角反射镜的光路图。

具体实施方式

下面结合附图,通过具体实施例,进一步阐述本发明。

如图1所示,cpa系统包括依次相连的振荡器、展宽器、放大器组和压缩器;其中,振荡器产生超短脉冲作为种子源,种子源经过展宽器对激光进行时间展宽后获得长激光脉冲,再进入放大器组放大能量,获得高能激光,最后通过压缩器将激光的时间尺度压缩。

如图2所示,压缩器包括第一光栅g1、第二光栅g2、直角反射镜ccm和输出镜om,经由放大器组放大后的高能激光作为输入光lin输入到压缩器中,首先入射到第一光栅g1的上半区域,第一光栅g1对入射激光衍射,衍射光与入射光在同一高度的平面内,衍射的1级衍射光反射到第二光栅g2的上半区域,第二光栅g2对入射激光衍射,衍射光与入射光在同一高度的平面内,第一光栅g1和第二光栅g2平行,此时从第二光栅g2衍射的1级衍射光入射到直角反射镜ccm上,激光经过直角反射镜ccm反射后将沿着与入射时相反的方向平行出射,直角反射镜ccm将激光的光束高度降低,从直角反射镜ccm输出的激光入射到第二光栅g2的下半区域,第二光栅g2对入射激光衍射,衍射的1级衍射光入射到第一光栅g1的下半区域,第一光栅g1对入射激光衍射,衍射的1级衍射光与入射到压缩器的输入激光方向平行相反,高度低于入射激光,从第一光栅g1的下半区域衍射后的1级衍射光入射到输出镜om上,输出镜om将压缩器的光反射作为输出光lout导出压缩器。

如图3所示,本实施例的降低压缩器空间啁啾的调节装置包括:第一光源l1、第二光源l2、第一偏振分光棱镜pbs1,四分之一玻片qwp、第二偏振分光棱镜pbs2、第一和第二平面反射镜m1和m2、平移台p、第一和第二光阑d1和d2以及ccd相机;其中,偏振分光棱镜对竖直偏振激光反射,对水平偏振激光透射;压缩器中的直角反射镜替换为第一平面反射镜m1;第二平面反射镜m2、第二偏振分光棱镜pbs2和ccd相机放置在平移台p上,在第二偏振分光棱镜pbs2的反射方向放置ccd相机;第一光源l1和第二光源l2均为单色光源,且波长不同,cpa系统的激光光谱带宽(fwhm)大于20nm,第一光源l1和第二光源l2的波长相差大于15nm,第一光源l1和第二光源l2的波长均在cpa系统输出的激光波长范围内,第一光源l1的偏振为竖直偏振,第二光源l2的偏振为水平偏振;第一和第二光阑具有中间一个通孔,高度一致;利用操作者手动测量或者采用水平仪标定,将第一和第二光阑的通孔高度调节一致。

入射角和衍射角做简单说明:由光栅衍射公式mλ=d(sinα±sinβ),其中m为光栅衍射光的级次,λ为衍射波长,α为入射角,β为衍射角,d为光栅常数。式中m可取0、±1、±2……,相应得到的光谱称零级光谱、一级光谱、二级光谱……, 、-号分别表示入射角和衍射角在法线的同侧或异侧。对于1级衍射有λ=d(sinα±sinβ),对于入射角为α的光束,其1级衍射角为β,对于入射角为β的光束,其1级衍射角为α。

本实施例的降低压缩器空间啁啾的调节方法,包括以下步骤:

1)将压缩器中的直角反射镜替换为第一平面反射镜m1;

2)第二平面反射镜m2、第二偏振分光棱镜pbs2和ccd相机放置在平移台p上,在第二偏振分光棱镜pbs2的反射方向放置ccd相机,通过平移台p将第二平面反射镜m2、第二偏振分光棱镜pbs2和ccd相机推入光路;

3)第一光源l1和第二光源l2分别发出波长不同的第一激光和第二激光,竖直偏振的第一激光经第一偏振分光棱镜pbs1反射后与水平偏振的第二激光经第一偏振分光棱镜pbs1透射后合束,合束中的第一激光和第二激光同轴同向;

4)经过四分之一玻片qwp,将第一激光和第二激光的偏振调整为圆偏振,合束的圆偏振激光经第二偏振分光棱镜pbs2透射后为水平偏振,透射光作为参考光输出;

5)在第二偏振分光棱镜pbs2至第一光栅之间依次放置第一光阑和第二光阑,第一和第二光阑用来标定参考光方向,参考光依次通过第一光阑和第二光阑,再先后经过第一光栅和第二光栅后至第一平面反射镜m1;

6)调节第一平面反射镜m1的俯仰和倾斜,使参考光经第一平面反射镜m1反射后,原路返回依次通过第二光阑和第一光阑,经第二偏振分光棱镜pbs2反射后由ccd相机接收;

7)由于第一激光与第二激光的波长不同,因此只有第一光栅g1与第二光栅g2平行时,二者在ccd相机上的光斑才会重合,观察ccd相机上的光斑,如果ccd相机上是两个光斑,即第一激光和第二激光在ccd相机上的光斑不重合,表明第一光栅和第二光栅不平行,调节第二光栅的角度;

8)重复步骤6)~7),直至观察到ccd相机上光斑是一个光斑,即第一激光和第二激光在ccd相机上的光斑是重合的,表明第一和第二光栅平行;

9)如图4所示,通过平移台p将第二平面反射镜m2、第二偏振分光棱镜pbs2和ccd相机推出光路,在放大器组输出的激光进入压缩器之前,设置第三平面反射镜m3和第四平面反射镜m4;

10)放大器组输出的激光通过第三平面反射镜m3和第四平面反射镜m4后,依次通过第一光阑和第二光阑,此时放大器组输出的激光与参考光在进入第一光栅之前同轴同向;

11)将第一平面反射镜m1替换为直角反射镜ccm,输出镜om输出压缩光,完成压缩器。

进一步包括第三光阑d3和第四光阑d4,如图5所示,第三和第四光阑上分别设置上下两个孔,同一个光阑上的两个孔的中心连线垂直于光轴,两个孔的高度差为直角反射镜改变激光的光束高度,第三光阑的上下两个孔分别为第一小孔a和第四小孔d,第四光阑的上下两个孔分别第二小孔b和第三小孔c。

还能够调节直角反射镜,如图6所示,包括以下步骤:

a)通过平移台p将第二平面反射镜m2、第二偏振分光棱镜pbs2和ccd相机推出光路;

b)撤出第一光阑和第二光阑,并在第二偏振分光棱镜pbs2与第一光栅之间依次放置第三光阑和第四光阑,第三和第四光阑上分别设置上下两个孔,同一个光阑上的两个孔的中心连线垂直于光轴,两个孔的高度差为直角反射镜改变激光的光束高度,第三光阑的上下两个孔分别为第一小孔和第四小孔,第四光阑的上下两个孔分别第二小孔和第三小孔;

c)激光依次通过第三光阑的第一小孔和第四光阑的第二小孔,先后经过第一光栅和第二光栅后至直角反射镜;

d)经直角反射镜反射后光束高度降低,再依次经过第二光栅和第一光栅衍射;

e)通过调节直角反射镜的俯仰和倾斜,使得激光依次通过第四光阑的第三小孔和第三光阑的第四小孔,表明直角反射镜调节完毕。

最后需要注意的是,公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内,各种替换和修改都是可能的。因此,本发明不应局限于实施例所公开的内容,本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。


技术特征:

1.一种降低压缩器空间啁啾的调节装置,用于调节cpa系统的压缩器,所述cpa系统包括依次相连的振荡器、展宽器、放大器组和压缩器;其中,振荡器产生超短脉冲作为种子源,种子源经过展宽器对激光进行时间展宽后获得长激光脉冲,再进入放大器组放大能量,获得高能激光,最后通过压缩器将激光的时间尺度压缩;压缩器包括第一光栅、第二光栅、直角反射镜和输出镜,经由放大器组放大后的高能激光作为输入光输入到压缩器中,首先入射到第一光栅的上半区域,第一光栅对入射激光衍射,衍射光与入射光在同一高度的平面内,衍射的1级衍射光反射到第二光栅的上半区域,第二光栅对入射激光衍射,衍射光与入射光在同一高度的平面内,第一光栅和第二光栅平行,此时从第二光栅衍射的1级衍射光入射到直角反射镜上,激光经过直角反射镜反射后将沿着与入射时相反的方向平行出射,直角反射镜将激光的光束高度降低,从直角反射镜输出的激光入射到第二光栅的下半区域,第二光栅对入射激光衍射,衍射的1级衍射光入射到第一光栅的下半区域,第一光栅对入射激光衍射,衍射的1级衍射光与入射到压缩器的输入激光方向平行相反,高度低于入射激光,从第一光栅的下半区域衍射后的1级衍射光入射到输出镜上,输出镜将压缩器的光反射作为输出光导出压缩器,

其特征在于,所述降低压缩器空间啁啾的调节装置包括:第一光源、第二光源、第一偏振分光棱镜,四分之一玻片、第二偏振分光棱镜、第一和第二平面反射镜、平移台、第一和第二光阑以及ccd相机;其中,偏振分光棱镜对竖直偏振激光反射,对水平偏振激光透射;压缩器中的直角反射镜替换为第一平面反射镜;第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机放置在平移台上,在第二偏振分光棱镜的反射方向放置ccd相机;第一光源和第二光源均为单色光源,且波长不同,第一光源和第二光源的波长均在cpa系统输出的激光波长范围内,第一光源的偏振为竖直偏振,第二光源的偏振为水平偏振;第一光源和第二光源分别发出波长不同的第一激光和第二激光,竖直偏振的第一激光经第一偏振分光棱镜反射后与水平偏振的第二激光经第一偏振分光棱镜透射后合束,合束中的第一激光和第二激光同轴同向;经过四分之一玻片,将第一激光和第二激光的偏振调整为圆偏振,合束的圆偏振激光经第二偏振分光棱镜透射后为水平偏振,透射光作为参考光输出;在第二偏振分光棱镜至第一光栅之间依次放置第一光阑和第二光阑,第一和第二光阑用来标定参考光方向,参考光依次通过第一光阑和第二光阑,再先后经过第一光栅和第二光栅后至第一平面反射镜;调节第一平面反射镜的俯仰和倾斜,使参考光经第一平面反射镜反射后,原路返回依次通过第二光阑和第一光阑,经第二偏振分光棱镜反射后由ccd相机接收;由于第一激光与第二激光的波长不同,因此只有第一光栅与第二光栅平行时,二者在ccd相机上的光斑才会重合,观察ccd相机上的光斑,如果ccd相机上是两个光斑,即第一激光和第二激光在ccd相机上的光斑不重合,表明第一光栅和第二光栅不平行,调节第二光栅的角度,并配合调节第一平面反射镜,使参考光经第一平面反射镜反射后,原路返回依次通过第二光阑和第一光阑,直至观察到ccd相机上光斑是一个光斑,即第一激光和第二激光在ccd相机上的光斑是重合的,表明第一和第二光栅平行;通过平移台将第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机推出光路,在放大器组输出的激光进入压缩器之前,设置第三平面反射镜和第四平面反射镜;放大器组输出的激光通过第三平面反射镜和第四平面反射镜后,依次通过第一光阑和第二光阑,此时放大器组输出的激光与参考光在进入第一光栅之前同轴同向;将第一平面反射镜替换为直角反射镜,输出镜输出压缩光,完成压缩器。

2.如权利要求1所述的降低压缩器空间啁啾的调节装置,其特征在于,进一步包括第三和第四光阑,通过平移台将第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机推出光路,撤出第一光阑和第二光阑,并在第二偏振分光棱镜与第一光栅之间依次放置第三光阑和第四光阑,第三和第四光阑上分别设置上下两个孔,同一个光阑上的两个孔的中心连线垂直于光轴,两个孔的高度差为直角反射镜改变激光的光束高度,第三光阑的上下两个孔分别为第一小孔和第四小孔,第四光阑的上下两个孔分别第二小孔和第三小孔;激光依次通过第三光阑的第一小孔和第四光阑的第二小孔,先后经过第一光栅和第二光栅后至直角反射镜;经直角反射镜反射后光束高度降低,再依次经过第二光栅和第一光栅后,通过调节直角反射镜的俯仰和倾斜,使得激光依次通过第四光阑的第三小孔和第三光阑的第四小孔,表明直角反射镜调节完毕。

3.如权利要求1所述的降低压缩器空间啁啾的调节装置,其特征在于,所述cpa系统的激光光谱带宽大于20nm,第一光源和第二光源的波长相差大于15nm,且在cpa系统的激光光谱范围内。

4.如权利要求1所述的降低压缩器空间啁啾的调节装置,其特征在于,所述第一和第二光阑分别具有中间一个通孔,第一和第二光阑中间的通孔高度一致。

5.一种如权利要求1所述的降低压缩器空间啁啾的调节装置的调节方法,其特征在于,所述调节方法包括以下步骤:

1)将压缩器中的直角反射镜替换为第一平面反射镜;

2)第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机放置在平移台上,在第二偏振分光棱镜的反射方向放置ccd相机,通过平移台将第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机推入光路;

3)第一光源和第二光源分别发出波长不同的第一激光和第二激光,竖直偏振的第一激光经第一偏振分光棱镜反射后与水平偏振的第二激光经第一偏振分光棱镜透射后合束,

合束中的第一激光和第二激光同轴同向;

4)经过四分之一玻片,将第一激光和第二激光的偏振调整为圆偏振,合束的圆偏振激光经第二偏振分光棱镜透射后为水平偏振,透射光作为参考光输出;

5)在第二偏振分光棱镜至第一光栅之间依次放置第一光阑和第二光阑,第一和第二光阑用来标定参考光方向,参考光依次通过第一光阑和第二光阑,再先后经过第一光栅和第二光栅后至第一平面反射镜;

6)调节第一平面反射镜的俯仰和倾斜,使参考光经第一平面反射镜反射后,原路返回依次通过第二光阑和第一光阑,经第二偏振分光棱镜反射后由ccd相机接收;

7)由于第一激光与第二激光的波长不同,因此只有第一光栅与第二光栅平行时,二者在ccd相机上的光斑才会重合,观察ccd相机上的光斑,如果ccd相机上是两个光斑,即第一激光和第二激光在ccd相机上的光斑不重合,表明第一光栅和第二光栅不平行,调节第二光栅的角度;

8)重复步骤6)~7),直至观察到ccd相机上光斑是一个光斑,即第一激光和第二激光在ccd相机上的光斑是重合的,表明第一和第二光栅平行;

9)通过平移台将第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机推出光路,在放大器组输出的激光进入压缩器之前,设置第三平面反射镜和第四平面反射镜;

10)放大器组输出的激光通过第三平面反射镜和第四平面反射镜后,依次通过第一光阑和第二光阑,此时放大器组输出的激光与参考光在进入第一光栅之前同轴同向;

11)将第一平面反射镜替换为直角反射镜,输出镜输出压缩光,完成压缩器。

6.如权利要求5所述的调节方法,其特征在于,进一步还能够调节直角反射镜,包括以下步骤:

a)通过平移台将第二平面反射镜、第二偏振分光棱镜和ccd相机推出光路;

b)撤出第一光阑和第二光阑,并在第二偏振分光棱镜与第一光栅之间依次放置第三光阑和第四光阑,第三和第四光阑上分别设置上下两个孔,同一个光阑上的两个孔的中心连线垂直于光轴,两个孔的高度差为直角反射镜改变激光的光束高度,第三光阑的上下两个孔分别为第一小孔和第四小孔,第四光阑的上下两个孔分别第二小孔和第三小孔;

c)激光依次通过第三光阑的第一小孔和第四光阑的第二小孔,先后经过第一光栅和第二光栅后至直角反射镜;

d)经直角反射镜反射后光束高度降低,再依次经过第二光栅和第一光栅;

e)通过调节直角反射镜的俯仰和倾斜,使得激光依次通过第四光阑的第三小孔和第三光阑的第四小孔,表明直角反射镜调节完毕。

技术总结
本发明公开了一种降低压缩器空间啁啾的调节装置及其调节方法。本发明包括第一光源、第二光源、第一偏振分光棱镜,四分之一玻片、第二偏振分光棱镜、第一和第二平面反射镜、平移台、第一和第二光阑以及CCD相机;本发明结构简单,方便并精确地调节压缩器中第一光栅和第二光栅严格平行,并且进一步通过第三和第四光阑还能调节直角反射镜,有效抑制空间啁啾即不同激光频率分布在激光光斑不同位置,从而极大地提高激光压缩脉宽质量,同时也改善后面激光的应用。

技术研发人员:赵研英;耿易星;颜学庆
受保护的技术使用者:北京大学
技术研发日:2021.04.06
技术公布日:2021.08.03

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