[发明专利]增益光谱可调的宽带再生激光放大装置

说明书

一种增益光谱可调的宽带再生激光放大装置，具有一个再生谐振腔，该再生腔型可为线性腔或环形腔，所述的再生谐振腔内设置有激光增益模块、光谱控制模块和偏振控制模块，且所述的光谱控制模块置于所述的激光增益模块侧边，所述的偏振控制模块与激光增益模块之间由偏振分光棱镜分割为两侧，使激光脉冲偏振态可以发生90度偏转，从而控制激光脉冲在再生谐振腔内多程放大；所述的光谱控制模块至少包括一个表面镀膜的双折射光谱滤波器，且满足如下公式：T_total＝T_BRF(t,θ,φ,λ)T_coating(λ)本发明支持再生放大器中实现灵活可控的光谱控制能力，且该光谱控制方法具有方便制作、高稳定性、高损伤阈值等特点，尤其适于高功率高光束质量高能宽带激光系统应用。

技术领域

本发明涉及固体激光宽带放大技术领域，特别是一种增益光谱可调的宽带再生激光放大装置。

背景技术

随着固体激光技术的发展，激光系统需要实现大能量、高功率、高光束质量、宽带光谱等指标的激光脉冲输出。再生激光放大器是高功率激光装置中关键技术单元，能够实现能量从纳焦耳到毫焦耳能量的放大，增益达到10^7量级，是装置中增益最大的部分。宽带激光注入到再生放大器中会产生严重的增益窄化效应，宽带光源经过再生放大后，输出光谱带宽急剧变短，严重抑制了高能拍瓦激光束的峰值功率提升，有必要采用光谱控制手段抑制再生放大器引入的增益窄化效应。同时，针对激光装置中常用的相位调制光源，注入到再生激光放大器中放大，由于再生增益窄化效应，对种子源光谱的振幅调制，也会引入时间波形调制(幅频调制效应)，要求再生放大器能够实现近平顶的增益光谱带宽。因此，实现再生放大器的平顶增益光谱以及宽带放大能力十分必要。

目前，国际上提出了采用F-P滤波器、介质堆阵列、以及双折射光谱滤波器的方案来实现激光放大器的光谱滤波，实现宽带放大输出。F-P滤波器具有调节精细，可调范围大的特点，但是稳定性差，调试难度高。介质堆阵列具有光谱控制精细，稳定性好，但是制作难度较高。而双折射晶体光谱滤波器具有制作方便，支持高损伤阈值等特点，适用于高功率激光系统。

发明内容

本发明提供一种增益光谱精密控制的宽带再生激光放大装置，在基于双折射滤波的基础上，基于镀膜技术结合双折射晶体滤波效应，利用双折射补偿光谱透射率大量，利用额外的镀膜的光谱透射率补偿光谱倾斜量，能够实现平顶的再生增益谱，有效抑制了再生放大器的增益窄化效应，同时也大幅度控制了幅频调制效应。本发明支持再生放大器中实现灵活可控的光谱控制能力，且该光谱控制方法具有方便制作、稳定性高、高损伤阈值的特点，尤其适于高功率高光束质量宽带激光系统应用。

本发明的技术解决方案如下：

一种增益光谱可调的宽带再生激光放大装置，具有一个再生谐振腔，该再生腔型可为线性腔或环形腔，其特点在于，所述的再生谐振腔内设置有激光增益模块、光谱控制模块和偏振控制模块，且所述的光谱控制模块置于所述的激光增益模块侧边，所述的偏振控制模块与激光增益模块之间由偏振分光棱镜分割为两侧，使激光脉冲偏振态可以发生90度偏转，从而控制激光脉冲在再生谐振腔内多程放大；

所述的光谱控制模块至少包括一个表面镀膜的双折射光谱滤波器，且满足如下公式：

T_total＝T_BRF(t,θ,φ,λ)T_coating(λ)

式中，T_total为光谱控制模块的光谱透射率，T_coating(λ)为镀膜的光谱透射率，T_BRF(t,θ,φ,λ)为双折射光谱滤波器的光谱透射率，t，θ，φ分别双折射晶体的厚度、俯仰角和旋转角，λ为入射光波长。

所述的注入组件包括注入光纤连接、注入光纤准直器、以及必要的机械支撑件和固定件；

所述的隔离器由法拉第、检偏器件、和1/2波片组成；