[发明专利]高对比度飞秒激光脉冲产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种高对比度飞秒激光脉冲产生装置。

背景技术

高功率高质量的超短超强激光脉冲是研究基于快点火技术方案的惯性约束核聚变、高能量密度物理及模拟天体状态的重要工具，其中激光脉冲的对比度是保证得到最佳研究效果的关键参数，例如，在超短超强激光与物质相互作用的物理实验中，所使用的激光聚焦后的峰值功率密度一般都高于10¹⁷W/cm²，如果脉冲前沿的强度超过10¹¹W/cm²，这样使得主激光与物质相互作用之前，ASE或预脉冲就开始产生预等离子体。预等离子体的存在改变了激光与物质相互作用的初始状态，影响了相互作用过程。在激光与固体靶相互作用离子产生的实验中，预脉冲的存在会改变离子的能谱结构和出射空间分布。在激光与团簇相互作用的X射线产生实验中，预脉冲会导致X射线产额的急剧降低，较差的对比度也会使激光尾波场加速电子束的指向及质量变差。

啁啾脉冲放大技术(Chirped Pulse Amplification，CPA)是产生超短超强激光脉冲的一种常用的有效手段。但是在啁啾脉冲放大过程中，由于选单元件消光比的限制以及放大过程中的自发辐射效应(Amplified Spontaneous Emission，ASE)等因素，不可避免的存在着背景噪声，导致激光脉冲对比度的下降。

一般的CPA激光系统中，如果没有采取任何其他改善对比度的技术，则最后输出激光的对比度只有10⁵-10⁶左右，远远不能满足激光核聚变、高能量密度等的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种高对比度飞秒激光脉冲产生装置，产生高对比度飞秒激光。

根据本发明的一个方面，提供一种高对比度飞秒激光脉冲产生装置，包括：

第一光学参量晶体；所述第一光学参量晶体适于接收第一信号光和第一泵浦光，进行光学参量放大，输出第一闲频光。

可选的，所述高对比度飞秒激光脉冲产生装置，还包括：

第二光学参量晶体；所述第二光学参量晶体适于接收第二信号光和第二泵浦光，进行光学参量放大，输出第二闲频光；

所述第二信号光为第一闲频光。

可选的，所述高对比度飞秒激光脉冲产生装置，还包括：

第三光学参量晶体；所述第三光学参量晶体适于接收第三信号光和第三泵浦光，进行光学参量放大，输出第三闲频光；

所述第三信号光为第二闲频光。

可选的，所述高对比度飞秒激光脉冲产生装置，还包括：

激光源，适于发出激光；

超连续单元，适于从激光源发出的激光中提取所需波长的第一信号光；和

倍频单元，适于将激光源发出的激光倍频，以生成所述第一、第二和第三泵浦光。

可选的，所述超连续单元从通过所述激光与空气、液体或白宝石片等物质相互作用产生的超连续白光中选出所需的波长的信号光。

可选的，所述第一信号光和第一泵浦光在第一参量晶体中空间上重合，和/或第二信号光和第二泵浦光在第二参量晶体中空间上重合，和/或所述第三信号光和第三泵浦光在第三参量晶体中空间上重合。

可选的，所述第一信号光和第一泵浦光的相位匹配角使得光学参量放大效率最高，和/或所述第二信号光和第二泵浦光的相位匹配角使得光学参量放大效率最高，和/或所述第三信号光和第三泵浦光的相位匹配角使得光学参量放大效率最高。

可选的，所述第一信号光和第一泵浦光非共线，和/或所述第二信号光和第二泵浦光非共线，和/或所述第三信号光和第三泵浦光非共线；

其中，最佳的非共线角通过下述方式计算：

v_s＝v_icos(α+β)，β=nsλiniλssinα]]>