雙晶體多通式飛秒激光放大系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于摻雜晶體的多通式飛秒激光放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]飛秒激光放大器是提升飛秒激光功率和能量的關(guān)鍵。常用的放大器方案有兩種，一種是光纖放大器，另一種塊狀晶體放大器。光纖放大器憑借著光纖細而長的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，擁有良好的散熱特性，適合實現(xiàn)高平均功率飛秒激光放大。但是波導(dǎo)結(jié)構(gòu)大大增大了其非線性系數(shù)，使得飛秒激光在放大的過程中積累過多的非線性相移從而導(dǎo)致脈沖質(zhì)量劣化，限制了放大器輸出脈沖能量。對于塊狀晶體放大器，放大飛秒激光脈沖時，由于聚焦光斑較大，而且在晶體內(nèi)的作用距離較短，所積累的非線性相應(yīng)遠遠小于光纖放大器，可以獲得更高的單脈沖能量。目前獲得單脈沖能量大于10yJ的飛秒激光多數(shù)都采用塊狀晶體放大器。
[0003]對于飛秒激光放大器，另外一個重要的參數(shù)就是增益介質(zhì)的增益譜，直接決定了放大后脈沖的最窄脈寬。根據(jù)傅立葉變換關(guān)系可知，越寬的光譜支持越窄的時域?qū)挾?。但是在放大過程中，增益窄化效應(yīng)將限制飛秒激光放大后的輸出光譜，放大器的增益系數(shù)越大，增益窄化越明顯，放大后的光譜越窄。對于光譜較寬的信號光，由于高增益下的增益窄化效應(yīng)，輸出光譜寬度往往會小于入射的光譜寬度，放大脈沖的變換極限時域?qū)挾葧热肷涿}沖更寬。因此限制了塊狀晶體放大器獲得窄脈沖。
[0004]為了克服這一不足，進一步拓展塊狀晶體放大器的增益光譜寬度，很多新的寬帶晶體被提出，但是由于新晶體制作工藝復(fù)雜，質(zhì)量也相對較差，更重要的是，新晶體的增益帶寬也不能無限制增大。因此，亟需研究一種解決增益帶寬而導(dǎo)致的脈沖寬度受限的問題，同時使用常用塊狀晶體增益介質(zhì)獲得高能量、窄脈沖的飛秒激光放大輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中，使用單個摻Y(jié)b晶體作為放大級增益介質(zhì)，增益帶寬有限，增益較高時出現(xiàn)增益窄化現(xiàn)象，限制了放大后脈沖時域?qū)挾鹊膯栴}，本發(fā)明提供了一種雙晶體多通式飛秒激光放大系統(tǒng)，能夠適當(dāng)拓展增益譜的寬度，降低增益譜對光譜產(chǎn)生的增益窄化作用，從而獲得窄脈沖、高能量的輸出。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種雙晶體多通式飛秒激光放大系統(tǒng)，包括:由正向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源、正向栗浦裝置凸透鏡、反向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源和反向栗浦裝置凸透鏡構(gòu)成的雙向栗浦裝置；由不同基質(zhì)的第一塊晶體增益介質(zhì)和第二塊晶體增益介質(zhì)構(gòu)成的雙晶體放大增益介質(zhì)；由均分別為雙色鏡的第一平面反射鏡和第二平面反射鏡構(gòu)成的一個多通式信號放大腔；其中:所述正向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源和反向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源分別布置在整體結(jié)構(gòu)的兩端；所述正向栗浦裝置凸透鏡和反向栗浦裝置凸透鏡布置在所述正向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源和反向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源之間；所述正向栗浦裝置凸透鏡與正向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源的之間距離及所述反向栗浦裝置凸透鏡與反向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源之間的距離均分別是各自凸透鏡自身的焦距；所述第一塊晶體增益介質(zhì)和第二塊晶體增益介質(zhì)在不接觸破壞的情況下盡可能靠近，且所述第一塊晶體增益介質(zhì)和第二塊晶體增益介質(zhì)的晶體中心分別位于各自栗浦光的中心處；所述第一平面反射鏡布置在所述第一塊晶體增益介質(zhì)與正向栗浦裝置凸透鏡之間，所述第二平面反射鏡布置在所述第二塊晶體增益介質(zhì)與反向栗浦裝置凸透鏡之間；所述第一平面反射鏡與所述第二平面反射鏡之間的間距根據(jù)需要的反射次數(shù)與入射角度進行調(diào)整。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0008]能夠適當(dāng)拓展增益譜的寬度，降低增益譜對光譜產(chǎn)生的增益窄化作用，從而獲得窄脈沖、高能量的輸出。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明雙晶體多通式飛秒激光放大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:
[0011]1-正向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源2-正向栗浦裝置凸透鏡
[0012]3-第一平面反射鏡4-第一塊晶體增益介質(zhì)
[0013]5-第二塊晶體增益介質(zhì)6-第二平面反射鏡
[0014]7-反向栗浦裝置凸透鏡8-反向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步詳細描述，所描述的具體實施例僅對本發(fā)明進行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明一種雙晶體多通式飛秒激光放大系統(tǒng)，包括如下器件:
[0017]由正向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源1、正向栗浦裝置凸透鏡2、反向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源8和反向栗浦裝置凸透鏡7構(gòu)成的雙向栗浦裝置；
[0018]由不同基質(zhì)的第一塊晶體增益介質(zhì)4和第二塊晶體增益介質(zhì)5構(gòu)成的雙晶體放大增益介質(zhì)；
[0019]由均分別為雙色鏡的第一平面反射鏡3和第二平面反射鏡6構(gòu)成的一個多通式信號放大腔。
[0020]上述各器件之間的位置關(guān)系是:
[0021]所述正向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源I和反向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源8分別布置在整體結(jié)構(gòu)的兩端；
[0022]所述正向栗浦裝置凸透鏡2和反向栗浦裝置凸透鏡7布置在所述正向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源I和反向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源8之間；所述正向栗浦裝置凸透鏡2與正向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源I的之間距離及所述反向栗浦裝置凸透鏡7與反向栗浦裝置半導(dǎo)體激光栗源8之間的距離均分別是各自凸透鏡自身的焦距；
[0023]所述第一塊晶體增益介質(zhì)4和第二塊晶體增益介質(zhì)5在不接觸破壞的情況下盡可能靠近，且所述第一塊晶體增益介質(zhì)4和第二塊晶體增益介質(zhì)5的晶體中心分別位于各自栗浦光的中心處；
[0024]所述第一平面反射鏡3布置在