基于电光开关的增益控制法准分子激光ASE抑制技术研究

在高功率准分子激光系统中,由于介质的高增益和非存储特性,自发辐射放大(ASE)成为影响系统输出对比度的关键因素。在角多路主振荡功率放大器(MOPA)激光放大链中,为抑制ASE,采用了电光开关和增益控制相结合的方式,在第一放大级后置入了电光削波开关,并利用检偏器另一偏振分量作为控制光束,对下一放大级进行增益控制。构建了光路,进行了原理性实验研究,并在第二预放大级中获得了40300…1的信号对比度。采用该方法的优点是在主光路中引起的能量损耗小,且降低了对破坏阈值的要求。电光开关和增益控制相结合共同实现了前两级预放大器的ASE抑制。     

高功率脉冲双包层光纤激光器的新进展

对高功率脉冲双包层光纤激光器的国内外研究进展进行评述,通过建立了小信号瞬态增益模型,对脉冲激光信号经过双包层光纤放大后的波形进行了数值模拟.分析了基于MOPA方式脉冲双包层光纤激光器的几个问题,报道了中科院上海光机所采用振荡-放大(MOPA)方法获得133.8 W平均功率脉冲放大输出的实验结果.     

电光开关削波产生2～10ns准分子激光输出脉冲

通过电光开关直接削波的方法，从实验上在一普通紫外预电离ＸｅＣｌ准分于激光器上获得了２～１０ｎｓ的准分子激光短脉冲；方案适用于任何其他准分子器件．给出了实验报道，并就实验结果的稳定性和方案进行了讨论．     

高功率准分子激光参数测量研究

介绍了对高功率XeCl准分子激光MOPA系统中前三台激光器的输出激光进行的参数测量.实验分别对MOPA系统的前端输出种子光及其经过一级、二级、三级放大后所得激光进行了测量,研究包括采用哈特曼波前传感器对激光近场波前的测量和采用激光光束分析仪对激光远场光强的测量两个方面,分别得出激光的近场相位均方根误差和不同光斑尺寸定义下的远场发散角等实验测量结果,将实验结果与系统设计值进行比较分析,从而对激光器系统输出激光作出评价.     

并联双晶体高速削波快脉冲源的设计

设计了一种并联双晶体高速快脉冲源,用于激光物理实验中预脉冲的高速削波。该削波脉冲源采用升压工作模式,由光电转换模块、高压电源模块、开关器件及电路等部分组成。光电转换模块将光信号转变为开关通断信号,用于控制高压脉冲输出;集成的高压电源模块和开关器件简化了电路设计,增加了该电源的可靠性;设计合理的开关电路和元件参数,保证稳定输出符合要求的高压脉冲波形。该快脉冲源的输出脉冲幅度大于4 000 V,下降沿小于10 ns,时间抖动小于1 ns,已成功用于激光物理实验预脉冲的削波。     

全光纤高功率Er/Yb共掺双包层光纤放大器

结合Er/Yb共掺双包层光纤(EYDCF)和丰振荡功率放大(MOPA)技术,采用高功率多模抽运方式设计和实验研究了全光纤化两级放大器.分析了放大器的各种性能参数;1550 nm连续光放大得到最大斜率效率为29%,最大输出功率1.52 W,功率稳定度0.4%;2 kHz脉冲放大时得到最大输出功率1.1 W,功率稳定度0.45%,最大斜率效率25%.并从放大后光谱和时域波形分析了导致脉冲放大时斜率效率和功率转换效率较低的主要原因为Yb3+离子波段放大自发辐射(ASE)的出现和Er离子波段ASE的过多积累.在高功率放大时,增益随输入信号功率增大迅速下降;同时结合抽运光频谱随驱动电流变化分析了其对放大器性能的影响.     

电光开关削波和激光放大过程中的脉冲变窄

用条纹相机测量比较了雪崩晶体管和弧光放电充气管电光开关所给出的削波波形。同样测量了激光多级放大后的波形，表明在激光放大过程中脉宽有２～３倍的压缩。     

时域-频域精密调控光纤激光脉冲产生系统

惯性约束聚变精密物理实验要求高功率激光驱动器具备时域-频域精密调控能力,以实现对激光与等离子体相互作用过程中非线性效应的抑制。基于保偏光纤和单偏振光纤技术,采用温度调谐双振荡器结合两级波导相位调制器实现激光脉冲频域精密调控,采用两级高速电光调制脉冲整形技术实现激光脉冲时域精密调控,将微波射频信号取样检测与声光开关进行连锁以确保整个系统的安全运行。实验获得了光谱带宽为0.15~0.3nm、中心波长范围为1052.4~1053.6nm的连续可调微焦耳级激光脉冲,波长调谐精度为0.1nm,在微焦级实现了对比度大于500…1的高对比度整形激光脉冲,脉冲时间波形顶部调制深度小于10%。     

基于振荡源XeCl准分子激光的变焦辐照技术研究

在直接驱动激光聚变中,变焦辐照可使得激光焦斑随聚变靶丸缩小,可增大激光与靶的能量耦合效率。基于像传递技术并利用电光削波开关中的检偏棱镜同时实现光脉冲的分束与波形分割,这种方式可充分利用脉冲激光能量,可有多种光束分割形式,并具备脉冲整形的能力。在实验室实现了Xe Cl准分子激光3台阶变焦辐照,以条纹相机记录了焦斑变化过程。实验结果表明,电光削波开关中电光晶体驱动电压的前沿陡度直接影响到变焦台阶之间的边界陡度。     

用于紫外激光脉冲电光开关的驱动脉冲源

利用雪崩晶体管作为高速开关器件、根据并联充电、串联放电原理设计了一种串并联相结合的MARX电路,以该电路为基础设计了一种低抖动高压脉冲驱动源,并将其应用于紫外激光脉冲的电光开关削波系统。通过同步调节器调节高压驱动脉冲和激光电光系统的时间匹配度,获得了驱动电脉冲与电光开关耦合的最佳工作状态;对匹配过程中的电光开关工作状态以及激光脉冲压缩过程进行了分析和研究,当高压驱动电脉冲幅度为2 690 V,脉宽为7.9 ns时,可以将脉宽为7.1 ns的紫外激光脉冲压缩至2.1 ns,KDP晶体的透光率达到了92.2%,电光开关的效率达到了31.7%。