[实用新型]脉冲分割放大结构

说明书

本实用新型公开了一种脉冲分割放大结构，脉冲分割放大结构包括用于产生具有第一偏振模式的脉冲串的脉冲串产生器件、放大器通道组、偏振旋转组件、偏振分束器和偏振旋转器件；放大器通道组包括第一放大器通道和第二放大器通道，所述第一放大器通道用于对脉冲串产生器件输出的一路脉冲串进行放大，形成具有第一偏振模式的第一放大脉冲串，所述第二放大器通道用于对脉冲串产生器件输出的另一路脉冲串进行放大，形成具有第一偏振模式的第二放大脉冲串，所述第一放大器通道具有第一相位控制器件，所述第二放大器通道具有第二相位控制器件。本实用新型对延迟线的尺寸没有要求，而且可独立控制振幅和相位。

技术领域

本实用新型涉及一种脉冲分割放大结构。

背景技术

目前，高功率超短脉冲激光器在工业精密加工、生物医学、国防工业、科学研究等领域有着广泛的应用。超短脉冲激光器随着光强的不断增加，拓展了新的应用领域：粒子加速、高次谐波的产生。

为抑制光纤中非线性效应，获得高峰值功率，超短脉冲激光输出，常用的解决方案是啁啾脉冲放大(CPA)技术。通常在振荡器和放大器之间引入色散型光学元器件将超短脉冲在时域上展宽，然后将展宽的长脉冲耦合到放大器中进行功率放大，最后再通过抗损伤阈值极高的光栅进行脉冲压缩。在光纤激光器中，大幅增加峰值功率的解决方案是将小芯径高数值孔径(NA)的光纤换成大模场面积低数值孔径的光纤。目前，脉冲空间和时间分割放大(DPA)技术，是实现高重复频率和高脉冲能量的有效途径，将该技术与啁啾脉冲放大(CPA)、相干光束合成(CBC)等技术结合，有可能得到高出CPA若干数量级的脉冲能量，同时保持高重复频率。

传统的DPA技术，是将脉冲在时域上分割，经过时间延迟，然后重新合成。2013年德国耶拿大学的研究人员提出主动控制脉冲分割放大(ADPA)技术方案，该方案采用两套独立的器件，将脉冲分割和合成分开。

在传统的DPA方法中，单个脉冲经过N个光延迟线后在时域上被分割成成2N个脉冲，获得较低的脉冲峰值强度。如图1所示，单脉冲经过两次时域分割，分解成4个子脉冲。图右侧的单脉冲以45°角线性偏振，即它包括相等量的p和s偏振。向左侧传播脉冲时，偏振分束器PBS 2透射p偏振分量，而s偏振分量反射到延迟线DL 2中。因此s偏振部分被延迟，并且由PBS 2第二次反射，将其排列在先前透射的p偏振分量之后。由于两个脉冲是正交偏振的，因此用半波片(HWP)旋转45°可以通过PBS 1再次分离它们的p偏振分量和s偏振分量，从而将s偏振的部分发送到DL1。DL1长度是DL2长度的一半，如此便产生了交替正交偏振和不同相位的四个脉冲。相反的方向(从图1左侧到右侧)，以上四个具有不同的偏振和相位模式的脉冲，经过对应的延迟路径，被合并成一个单个脉冲。在ADPA中，分割和合成级是分开的，需要两组延迟线。

这种方式有如下缺点：

1、光延迟线的尺寸和数量使得系统更加复杂。

2、在放大过程中，有源光纤中的能量大部分会被提取，发生增益饱和会导致各个脉冲经历不同的放大，从而导致脉冲之间的振幅和非线性相位不匹配，影响后续的合成。

3、振幅和非线性相位不能独立形成，振幅和/或相位失配不能100％得到补偿。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种脉冲分割放大结构，它对延迟线的尺寸没有要求，而且可独立控制振幅和相位。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种脉冲分割放大结构，它包括：

用于产生具有第一偏振模式的脉冲串的脉冲串产生器件；