[发明专利]一种啁啾脉冲放大激光隔离打靶回光的装置及其实现方法

权利要求书

1.一种产生啁啾脉冲放大CPA激光隔离打靶回光的装置，CPA系统依次包括种子源、展宽器、放大器组和压缩器；其中，放大器组包括前级放大器组、前级扩束系统、第一级放大器和第二级放大器，以及第一级扩束系统和第二级扩束系统，前级放大器组包含m个放大器，m为≥0的自然数；种子源经过展宽器对脉冲进行时间展宽后获得长激光脉冲；再进入放大器组，依次经过前级放大器和前级扩束系统后，经第一级放大器放大能量，放大后的能量为A，通过第一级扩束系统将光斑的直径由a扩大到b，再进入第二级放大器放大能量，放大后的能量为B，且B＞2A，获得高能量激光脉冲；再经过第二级扩束系统将光斑的直径由b扩大到c后，进入压缩器压缩脉冲宽度，压缩器的压缩效率为X，压缩后输出的能量为XB，并且X²B＞A，经压缩后的激光传输到靶区进行打靶；打靶处将有回光沿传输路径原路返回到激光器中，能量的单位为焦耳，直径的单位为厘米，其特征在于，所述产生啁啾脉冲放大激光隔离打靶回光的装置为在第二级放大器之前放置隔离器；其中，第一级扩束系统包括一个子扩束系统，或者第一级扩束系统包括多个子扩束系统；

对于第一级扩束系统包括一个子扩束系统，则隔离器放置在第一级扩束系统与第二级放大器之间；当入射主光经第二放大器后，能量放大到B，此时的能流密度不会损伤光路中所有光学元件，当返回光到达隔离器时，能量为X²B，此时能流密度所以也不会损伤光路中所有光学元件；隔离器中的光学元件损伤阈值同放大器组中的光学元件损伤阈值相同，将隔离器置入第二级放大器之前，能流密度低于第二级放大器后的能流密度，不会将隔离器打坏，并且隔离器保证100％回光隔离；

对于第一级扩束系统包括N个子扩束系统，N为≥2的自然数，则隔离器放置在第一级扩束系统的第i子扩束系统与第i+1子扩束系统之间，1≤i≤N-1；第一级扩束系统的第i子扩束系统将入射主光的光斑扩束到b₁，再经过第一级扩束系统的第i+1子系统扩束到b，其中b₁＜b；b₁满足条件：其中T为隔离器的损伤阈值，单位为J/cm²，当返回光到达隔离器时，经第i+1子扩束系统将最高返回光的能量X²B缩束到能流密度为小于隔离器的损伤阈值T；将隔离器放置于第一级扩束系统的两个子扩束系统之间，这里的光斑相对于第一扩束系统的第i子扩束系统之前的光斑较大，能流密度低，不会将隔离器打坏；同时光斑尺寸相对b来说，相对较小，从而能够降低隔离器的尺寸，造价进一步降低；这样两级放大既保证了隔离器的安全，又减小了隔离器的购置费用，并且隔离器放置在此处保证100％回光隔离。

2.如权利要求1所述的产生啁啾脉冲放大CPA激光隔离打靶回光的装置，其特征在于，所述隔离器沿激光传输方向依次包括：第一格兰棱镜、法拉第旋转器、波片和第二格兰棱镜；其中，在入射主光传输方向，由于法拉第旋转器和波片的作用，输入激光和输出激光偏振垂直，入射主光能不改变传输方向继续往前传输；在返回光传输方向，输入激光和输出激光的偏振相同，格兰棱镜将返回光反射出主光路。

3.如权利要求2所述的产生啁啾脉冲放大CPA激光隔离打靶回光的装置，其特征在于，还包括能量计，所述能量计放置在返回光的出口处，测量返回光的能量。

4.如权利要求1所述的产生啁啾脉冲放大CPA激光隔离打靶回光的装置，其特征在于，每个子扩束系统由一个正透镜和一个负透镜组成。

5.如权利要求1所述的产生啁啾脉冲放大CPA激光隔离打靶回光的装置，其特征在于，所述压缩器的压缩效率X＜0.7。