[发明专利]一种基于声光效应的激光再生放大器

说明书

本发明公开了一种基于声光效应的激光再生放大器，属于激光再生放大领域，包括激光再生放大腔体、声光合束/分束器、任意波形信号发生器、第一激光工作模块和第二激光工作模块；激光再生放大腔体用于提供激光往返路径实现激光放大；声光合束/分束器加载声波，光束经过声光合束/分束器与声波发生声光作用，实现合束或分束；任意波形信号发生器用于将第一频率或第二频率的声波加载在声光合束/分束器上，控制光束的传输方向；在腔体光干路上传输的光束具有声光合束/分束器件的e偏振态；在第一光支路和第二光支路上传输的光束具有声光合束/分束器件的o偏振态。本发明解决了现有再生放大器需设置偏振控制器以防止光脉冲原路返回的问题。

技术领域

本发明属于激光再生放大领域，更具体地，涉及一种基于声光效应的激光再生放大器。

背景技术

1985年出现的啁啾脉冲放大技术，提高了激光脉冲峰值功率，激光进入高强度发展阶段，超短脉冲，高能量激光是现在强物理场的重要光源，再生放大技术是实现超短脉冲高能量输出的必要手段。

再生放大技术可以采用电光效应或者声光效应控制光脉冲的入腔与出腔，电光效应速度更快，但施加电压很高，目前低电压电光效应阈值较低，仍然处于研究阶段；声光效应相比于电光效应速度较慢，但所加电压不必太高。

在再生放大领域，光脉冲入腔后往返多次，实现多次能量放大，脉冲放大到一定程度时，通过电光效应或声光效应控制，脉冲出腔完成再生放大过程。但在一定条件下，光脉冲放大存在饱和情况，且重复频率越高时，饱和越快，单脉冲能量无法达到很高。

同时，在再生放大领域，为了防止光脉冲出腔时原路返回对元器件造成损伤，解决该问题的方法目前主要有两个，方法一，在进入离开腔体的光路上添加必要偏振隔离元件以及偏振控制元件，使得脉冲出腔时，控制偏振态与入腔时不同，通过偏振隔离元件时无法原路返回；方法二，在激光再生放大腔体中加入两个电光效应或声光效应装置，光脉冲从装置一中入腔，从装置二中出腔，入腔与出腔的光路不同防止光路原路返回。两种方式都增加了器件的复杂度，方法二同时增加了脉冲入腔/出腔控制难度。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于声光效应的激光再生放大器，旨在解决现有的再生放大方法为了防止光脉冲原路返回而增加器件复杂度的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于声光效应的激光再生放大器，包括：激光再生放大腔体、声光合束/分束器、任意波形信号发生器、第一激光工作模块和第二激光工作模块；

工作状态下，任意波形信号发生器将第一声波和第二声波加载在声光合束/分束器后，光束经过声光合束/分束器发生声光相互作用形成“Y”字型光路；激光再生放大腔体包括第一反射镜，第二反射镜和第三反射镜，“Y”字型光路包括腔体光干路、第一光支路和第二光支路；激光再生放大腔体的第一反射镜位于腔体光干路的一端，第二反射镜位于第一光支路的另一端；第三反射镜位于第二光支路的另一端；第一光支路的一端、第二光支路的一端和腔体光干路的另一端构成节点；声光合束/分束器位于节点处；声光合束/分束器与第二反射镜之间的距离和声光合束/分束器与第三反射镜之间的距离相等；第一激光工作模块位于声光合束/分束器与第二反射镜之间；第二激光工作模块位于声光合束/分束器与第三反射镜之间；

激光再生放大腔体用于通过提供激光往返路径实现激光放大；声光合束/分束器加载声波，光束经过声光合束/分束器与声波发生声光作用，实现合束或分束；任意波形信号发生器用于将第一频率或第二频率的声波加载在声光合束/分束器上，控制光束的传输方向；第一激光工作模块和第二激光工作模块用于对光束增益放大；

其中，在腔体光干路上传输的光束具有声光合束/分束器件的e偏振态；在第一光支路和第二光支路上传输的光束具有声光合束/分束器件的o偏振态。