[发明专利]一种大型超短脉冲激光压缩器中光栅的初装方法

说明书

本发明涉及一种大型超短脉冲激光压缩器中光栅的初装方法，属于激光设备技术领域，在所述激光压缩器内腔中安装光学底板，在光学底板上绘制光栅的安装坐标，依照所述安装坐标安装光栅，逐一调整光栅的刻线方向、俯仰角度，验证全部光栅的刻线方向及俯仰角度是否相同，本发明在没有光学基准且没有前级信号光源的前提下进行光栅的初装工作，颠覆了传统的光路集成方法，操作便捷，显著提高了工作效率和初装精度。

技术领域

本发明涉及激光设备技术领域，具体地说涉及一种大型超短脉冲激光压缩器中光栅的初装方法。

背景技术

压缩器是超短脉冲激光系统必不可少的一部分，负责放大后的激光脉冲在时间上的压缩。随着激光相关技术的进步与峰值功率的不断提升，压缩器的核心器件——光栅的口径在不断扩大。数PW级OPCPA(光学参量啁啾脉冲放大)技术平台是目前世界在建的最大的全OPCPA技术激光装置，它的压缩器由两组相互平行的光栅对称放置完成脉冲压缩，它能够输出能量达到百焦耳，脉冲宽度压缩至20fs量级，为达成这一目标，需用四块米级光栅。

目前，压缩器中的光栅安装调试存在诸多困难：1、光栅的安装没有基准；2、数PW级OPCPA平台压缩器规模大，内部空间有限，不利于人员操作，而大型光栅架平移量及旋转量均有限(平移量为2.5cm，旋转量为2°)，要求初装精度高；3、安装过程缺乏标准800nm光源。基于以上原因，需要研究一种便于操作的光栅初装方法。

发明内容

发明人在长期的实践中发现：由于激光压缩器的工作中心波长为800nm，采用传统的光栅安装方案需要借助前级信号光源，因此，要求前级信号光源的波长范围为750-850nm，而所述波长范围内的波段大部分位于人体肉眼不可见范围内，安装精度主要依赖于操作人员的先前经验和视力，导致安装精度因人而异，角度误差位于3mrad-18mrad之间，基于此，发明人提出了一种在没有光学基准且没有前级信号光源的情况下，能够简单、快速、精准地实现光栅的初装方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大型超短脉冲激光压缩器中光栅的初装方法，包括以下步骤：

S1：在所述激光压缩器内腔中安装光学底板，在光学底板上绘制光栅的安装坐标；

S2：依照所述安装坐标安装光栅；

S3：逐一调整光栅的刻线方向、俯仰角度；

S4：验证全部光栅的刻线方向及俯仰角度是否相同，若不相同，重复执行步骤S2-S3，反之，则完成初装操作。

进一步，所述步骤S1中，在激光压缩器内腔底部安装光学底板，所述光栅位于光学底板上，所述激光压缩器的两端分别设有入射孔和出射孔，在入射孔处设第一投线仪，所述第一投线仪正对入射孔的中心，且第一投线仪的垂直高度高于激光压缩器内腔中全部光栅高度。

进一步，依照激光压缩器的设计图，利用第一投线仪扫出经过入射孔和出射孔的第一垂直激光平面，在光学底板上绘制入射光线、衍射光线和光栅投影线，测量出衍射角度。

进一步，所述步骤S2中，光栅的安装方法为：

S21：在光栅的外围设调整架，所述调整架的底部设有辅助小车；

S22：在光栅投影线处设第二投线仪，以光栅投影线为基准，利用第二投线仪扫出第二垂直激光平面；

S23：移动辅助小车，促使光栅的光栅面与第二垂直激光平面重合；

S24：重复执行步骤S22-S23，直至安装完成全部的光栅。

进一步，所述步骤S3之前还包括：