CN105353460B - 预—主激光脉冲光纤集成调节装置 - Google Patents

预—主激光脉冲光纤集成调节装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105353460B
CN105353460B CN201510834658.7A CN201510834658A CN105353460B CN 105353460 B CN105353460 B CN 105353460B CN 201510834658 A CN201510834658 A CN 201510834658A CN 105353460 B CN105353460 B CN 105353460B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical fiber
pulse
laser pulse
beam splitter
prepulsing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510834658.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105353460A (zh
Inventor
朱海东
陈杰
马伟新
谢兴龙
朱健强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS filed Critical Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority to CN201510834658.7A priority Critical patent/CN105353460B/zh
Publication of CN105353460A publication Critical patent/CN105353460A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105353460B publication Critical patent/CN105353460B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12004—Combinations of two or more optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12111—Fibre
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12133—Functions
    • G02B2006/12154—Power divider

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

一种预—主激光脉冲光纤集成调节装置，包括第一分束器、衰减器、光纤环形器、预脉冲支路偏振控制器、光纤跳线选择模块，主脉冲支路偏振控制器、合束器、第二分束器、示波器、带尾纤的光纤准直器、全反射镜和精密光学导轨。本发明可以实现预—主脉冲时间间隔在0～6ns、幅度比在0～18％的范围内连续调节，其中时间精度可达3ps，幅度比调节精度可达1％；具有结构简单、调整方便、稳定性好、精度高的特点。

Description

预—主激光脉冲光纤集成调节装置
技术领域
本发明涉及光学分束调节装置，特别是一种利用光纤器件实现的预—主激光脉冲时间延迟和幅度比的光纤集成调节装置。
背景技术
利用强激光进行物理实验研究和探索，目前在国内外已经得到了广泛应用。在某些特定的物理实验中，如X光打靶实验等，需要利用预脉冲对靶丸进行预压缩，激发X光对靶面进行高度照明，进而能够清晰的观测等离子喷射现象。因而，需要根据不同物理实验参数，对预—主脉冲之间的时间时序关系和脉冲能量比确定不同数值。在以往的实验中，多采用空间反射镜机械分光的方法实现预—主脉冲的时间和脉冲能量配比。但是这种方式需要较高的调节精度和稳定性，在实际的应用和运行中其可靠性难于满足要求。
因此，研制了一套能够方便调节、精度高且稳定性好的预—主激光脉冲光纤集成调节装置，以提升大能量激光实验系统稳定运行的能力，该装置已在大型激光驱动器中得到实际的应用和验证。
发明内容
本发明目的是克服空间反射镜机械分光调节脉冲的方法带来的精度低、稳定性差等不足，提出一种预—主激光脉冲光纤集成调节装置，该装置基于光纤器件易于集成的特点，采用光纤—光学导轨相结合的方式，不仅减少了机械部件，使体积减小，同时具有预—主脉冲时序和幅度比易控、调节方便、精度高等特点。
本发明的技术解决方案如下：
一种预—主激光脉冲光纤集成调节装置，其特点在于：包括第一分束器、衰减器、光纤环形器、预脉冲支路偏振控制器、光纤跳线选择模块，主脉冲支路偏振控制器、合束器、第二分束器、示波器、带尾纤的光纤准直器、全反射镜和精密光学导轨；
上述各部件的连接关系如下：
所述的第一分束器的输入端接收光源后将其分成预脉冲和主脉冲两路，该第一分束器的预脉冲输出端依次经所述的衰减器和预脉冲支路偏振控制器与所述的合束器的预脉冲输入端相连，所述的第一分束器的主脉冲输出端与所述的光纤环形器的第一端口相连，该光纤环形器的第二端口与所述的光纤准直器的输入端相连，所述的光纤环形器的第三端口依次经所述的光纤跳线选择模块和主脉冲支路偏振控制器与所述的合束器的主脉冲输入端相连，该合束器的输出端与所述的第二分束器的输入端相连，该第二分束器的第二输出端与所述的示波器相连；
所述的全反射镜安装在五维调整架上，该五维调整架安装在所述的精密光学导轨上，该精密光学导轨的运动轴向与所述的光纤准直器的输出光轴方向重合，且所述的全反射镜与所述的光纤准直器的输出光轴方向垂直。
所述的第一分束器是分束比例为1:4光纤分束器，用于将输入的1053nm光脉冲按1:4的分束比分成预脉冲和主脉冲两个支路。
所述的衰减器具有0～40db的连续衰减调节能力。
所述的第二分束器是分束比例为1:9的光纤分束器，用于从第二输出端输出10％的脉冲能量作为示波器的输入信号，以监测激光脉冲的延时和幅度比。
所述的光纤准直器将所述的环形器的第二端口输出的主激光脉冲光束准直到所述的全反射镜上，光束经全反射镜反射后折返再次经所述的光纤准直器重新进入所述的环形器的第二端口耦合，再该环形器的第三端口输出。
上述各部件均固定在同一块光学平台上，采用有机玻璃防护罩，该防护护罩端面具有若干光纤FC输入和输出接口。
所述的偏振控制器分别在预脉冲支路和主脉冲支路中，对脉冲偏振态进行控制，以便于后续系统中固体放大器有效放大光脉冲。
所述的光纤跳线选择模块可以通过FC/UPC接口连接不同长度的光纤跳线，以此来产生不同的延时，拓宽预—主激光脉冲时间延迟的范围。
所述的合束器将预脉冲和主脉冲两个支路进行合束，输出有一定时间延迟和幅度比的预—主激光脉冲。
所述的示波器用于检测输出脉冲的参数，通过接收第二分束器的第二端口输出的脉冲，可监测预—主激光脉冲的幅度比和时间间隔是否达到使用要求。
全反射镜安装在五维调整架上，可沿精密光学导轨轴向进行高精度平移，通过改变全反镜在导轨上的位置实现主激光脉冲光程的改变。
当精确调节好光纤准直器、全反射镜和精密光学导轨，使环形器的第二端口的出射光脉冲能经全反射镜反射重新耦合进光纤环形器第三端口后，沿光束光轴方向调节导轨上全反射镜的位置，即可实现主激光脉冲光程的改变，进而在预激光脉冲和主激光脉冲之间产生0～6ns内特定的时间间隔，精度可达3ps。
通过调节衰减器的衰减倍率，可实现预脉冲与主脉冲之间的幅度比可变，幅度比调节范围可达0～18％，精度可达1％。
本发明的优点在于：
1、采用光纤—光学导轨的结合方式代替原有的机械分光—光学导轨，使脉冲时序的调整精度和实际操作便利性提升。
2、由光纤分束器分束入射脉冲得到预脉冲与主脉冲，使激光脉冲能量比的调整更为便利，同时增加了光纤跳线选择模块，拓宽了产生预—主激光脉冲延时可调的范围。
3、用光纤器件代替了部分原有的机械部件，具有结构紧凑，占用空间少的优点。且所有部件集中于同一光学平台，用光纤替代部分空间光路，有利于提高装置的稳定性和精度。
附图说明
图1是本发明预—主激光脉冲光纤集成调节装置的结构示意图。
图2是预—主激光脉冲光纤集成调节装置在神光II第九路放大链使用时预放大器输出的观测结果，其中，预—主脉冲时间间隔5.49ns，幅度比为18％。
图3是预—主激光脉冲光纤集成调节装置在神光II第九路放大链使用时预放大器输出的观测结果，其中，预脉冲全部衰减，幅度比为0。
图4是预—主激光脉冲光纤集成调节装置在神光II九路开展物理实验时预脉冲和主脉冲同时输出的实验结果。
图中：
1-第一分束器，2-衰减器，3-光纤环形器，4-预脉冲支路偏振控制器，5-光纤跳线选择模块，6-主脉冲支路偏振控制器，7-合束器，8-第二分束器，9-示波器，10-光纤准直器，11-全反射镜，12-精密光学导轨。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
请先参阅图1，图1是本发明预—主激光脉冲光纤集成调节装置的整体结构示意图。由图可见，本发明一种预—主激光脉冲光纤集成调节装置，包括第一分束器1、衰减器2、光纤环形器3、预脉冲支路偏振控制器4、光纤跳线选择模块5，主脉冲支路偏振控制器6、合束器7、第二分束器8、示波器9、带尾纤的光纤准直器10、全反射镜11和精密光学导轨12；所述的第一分束器1的输入端接收光源后将其分成预脉冲和主脉冲两路，该第一分束器1的预脉冲输出端依次经所述的衰减器2和预脉冲支路偏振控制器4与所述的合束器7的预脉冲输入端相连，所述的第一分束器1的主脉冲输出端与所述的光纤环形器3的第一端口a相连，该光纤环形器3的第二端口b与所述的光纤准直器10的输入端相连，所述的光纤环形器3的第三端口c依次经所述的光纤跳线选择模块5和主脉冲支路偏振控制器6与所述的合束器7的主脉冲输入端相连，该合束器7的输出端与所述的第二分束器8的输入端相连，该第二分束器8的第二输出端b与所述的示波器9相连；所述的全反射镜11安装在五维调整架上，该五维调整架安装在所述的精密光学导轨12上，该精密光学导轨12的运动轴向与所述的光纤准直器10的输出光轴方向重合，且所述的全反射镜11与所述的光纤准直器10的输出光轴方向垂直。
本实施例中第一分束器(1)是分束比例为1:9的光纤分束器，用于将输入的1053nm光脉冲按1:4的分束比分成预脉冲和主脉冲两个支路。衰减器2在第一分束器1之后的预脉冲支路上，具有0～40db的连续衰减调节能力。预脉冲支路偏振控制器4和主脉冲支路偏振控制器6分别在预脉冲支路和主脉冲支路中，对脉冲偏振态进行控制，以便于后续系统中固体放大器有效放大光脉冲。合束器7将预脉冲和主脉冲两个支路进行合束，输出有一定时间延迟和幅度比的预—主激光脉冲。第二分束器8是分束比例为1:9的光纤分束器，用于从第二端口b输出10％的脉冲能量作为示波器的输入信号，以监测激光脉冲的延时和幅度比。示波器9用于检测输出脉冲的参数，通过接收第二分束器8的第二端口b输出的脉冲，可监测预—主激光脉冲的幅度比和时间间隔是否达到使用要求。
精密光学导轨12和安装在导轨上的全反射镜11组成光程可调的系统，精密光学导轨运动轴向与光纤准直器输出光轴方向重合。全反射镜9安装在五维调整架上，可沿精密光学导轨10轴向进行高精度平移，通过改变全反镜在导轨上的位置实现主激光脉冲光程的改变。光纤准直器10将环形器3第二端口b输出的主激光脉冲光束准直到全反射镜11，光束经全反射镜反射后折返再次进入光纤准直器并重新耦合进环形器，从环形器第三端口c输出。
全部光学器件和机械器件都固定在同一块光学平台上，以提高其稳定性，并采用有机玻璃防护罩。防护护罩端面具有若干光纤FC输入和输出接口。
在本实施例中，输入脉冲光进入装置后，首先由第一分束器1按照比例分成两部分。两束分支分别用于构成预脉冲和主脉冲。两个偏振控制器作用是分别对预－主脉冲进行偏振控制以便于后续系统中固体放大器有效放大光脉冲。激光脉冲经过调节系统后，形成预脉冲和主脉冲，能量会部分损失，需要依靠光纤放大器对其进行有效补偿。实验过程中，在光纤跳线选择模块5中，选择ef端口，即最短光纤光路，不附加额外的光程，使全反射镜在精密导轨上0刻度位置时对应预—主激光脉冲同步，精密光学导轨长度约1.2m，能在空间中产生的光程差对应最大约6.67ns的时间延迟；把带有固定时序和幅度比的预－主脉冲送入放大链系统中，以观测其稳定性和增益效果。观测结果如附图2和图3所示，其中，图2预—主脉冲时间间隔5.49ns，幅度比为18％，图3中预脉冲全部衰减，幅度比为0。本装置在神光II九路靶场中运行的测量结果如图4所示，其中预—主激光脉冲时间间隔为460ps，幅度比为19％。
以上测量和实际运行结果显示，本预—主激光脉冲光纤集成调节装置稳定可靠，运行良好,已经在实验室中得到有效利用，它具有结构简单，调节方便，稳定性好，精度高等特点，并且可以广泛应用到其他光学工程领域。

Claims (6)

1.一种预—主激光脉冲光纤集成调节装置，其特征在于：包括第一分束器(1)、衰减器(2)、光纤环形器(3)、预脉冲支路偏振控制器(4)、光纤跳线选择模块(5)，主脉冲支路偏振控制器(6)、合束器(7)、第二分束器(8)、示波器(9)、带尾纤的光纤准直器(10)、全反射镜(11)和精密光学导轨(12)；
上述各部件的连接关系如下：
所述的第一分束器(1)的输入端接收光源后将其分成预脉冲和主脉冲两路，该第一分束器(1)的预脉冲输出端依次经所述的衰减器(2)和预脉冲支路偏振控制器(4)与所述的合束器(7)的预脉冲输入端相连，所述的第一分束器(1)的主脉冲输出端与所述的光纤环形器(3)的第一端口(a)相连，该光纤环形器(3)的第二端口(b)与所述的光纤准直器(10)的输入端相连，所述的光纤环形器(3)的第三端口(c)依次经所述的光纤跳线选择模块(5)和主脉冲支路偏振控制器(6)与所述的合束器(7)的主脉冲输入端相连，该合束器(7)的输出端与所述的第二分束器(8)的输入端相连，该第二分束器(8)的第二输出端(b)与所述的示波器(9)相连；
所述的全反射镜(11)安装在五维调整架上，该五维调整架安装在所述的精密光学导轨(12)上，该精密光学导轨(12)的运动轴向与所述的光纤准直器(10)的输出光轴方向重合，且所述的全反射镜(11)与所述的光纤准直器(10)的输出光轴方向垂直。
2.根据权利要求1所述的预—主激光脉冲光纤集成调节装置，其特征在于：所述的第一分束器(1)是分束比例为1:4光纤分束器，用于将输入的1053nm光脉冲按1:4的分束比分成预脉冲和主脉冲两个支路。
3.根据权利要求1所述的预—主激光脉冲光纤集成调节装置，其特征在于：所述的衰减器(2)具有0～40db的连续衰减调节能力。
4.根据权利要求1所述的预—主激光脉冲光纤集成调节装置，其特征在于：所述的第二分束器(8)是分束比例为1:9的光纤分束器，用于从第二输出端(b)输出10％的脉冲能量作为示波器的输入信号，以监测激光脉冲的延时和幅度比。
5.根据权利要求1所述的预—主激光脉冲光纤集成调节装置，其特征在于：所述的光纤准直器(10)将所述的环形器(3)的第二端口(b)输出的主激光脉冲光束准直到所述的全反射镜(11)上，光束经全反射镜(11)反射后折返再次经所述的光纤准直器(10)重新进入所述的环形器(3)的第二端口(b)耦合，在该环形器(3)的第三端口(c)输出。
6.根据权利要求1所述的预—主激光脉冲光纤集成调节装置，其特征在于：上述各部件均固定在同一块光学平台上，采用有机玻璃防护罩，该有机玻璃防护罩端面具有若干光纤FC输入和输出接口。
CN201510834658.7A 2015-11-25 2015-11-25 预—主激光脉冲光纤集成调节装置 Active CN105353460B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510834658.7A CN105353460B (zh) 2015-11-25 2015-11-25 预—主激光脉冲光纤集成调节装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510834658.7A CN105353460B (zh) 2015-11-25 2015-11-25 预—主激光脉冲光纤集成调节装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105353460A CN105353460A (zh) 2016-02-24
CN105353460B true CN105353460B (zh) 2018-04-13

Family

ID=55329460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510834658.7A Active CN105353460B (zh) 2015-11-25 2015-11-25 预—主激光脉冲光纤集成调节装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105353460B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109787587B (zh) * 2018-12-27 2020-10-09 西北核技术研究所 一种灵巧型微波组合脉冲产生器
CN114566855B (zh) * 2022-01-25 2024-07-30 中国科学院半导体研究所 一种用于调q脉冲光纤激光器的波形控制器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104503080A (zh) * 2014-12-15 2015-04-08 哈尔滨工程大学 一种谐振腔长可调的多路光程相关器
CN104535201A (zh) * 2015-01-05 2015-04-22 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种高功率超短激光脉冲对比度测量装置
CN204758869U (zh) * 2015-06-10 2015-11-11 北京铟尼镭斯技术有限公司 一种新型光路延时装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7366213B2 (en) * 2003-05-19 2008-04-29 Lambda Physik Ag MOPA excimer or molecular fluorine laser system with improved synchronization

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104503080A (zh) * 2014-12-15 2015-04-08 哈尔滨工程大学 一种谐振腔长可调的多路光程相关器
CN104535201A (zh) * 2015-01-05 2015-04-22 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种高功率超短激光脉冲对比度测量装置
CN204758869U (zh) * 2015-06-10 2015-11-11 北京铟尼镭斯技术有限公司 一种新型光路延时装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
整形激光脉冲与激光探针同步技术;王江峰等;《中国激光》;20080131;第35卷(第1期);第31-34页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105353460A (zh) 2016-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109066278B (zh) 双向锁模多态孤子光纤激光器
CN102646916B (zh) 大功率光纤激光全光纤结构相干合成及高亮度光束控制方法
CN103033944A (zh) 脉冲激光器偏振合束装置
CN108761429A (zh) 一种调频连续波激光雷达调频非线性高精度实时校正方法
CN103840365B (zh) 基于多波长布里渊激光器的可调谐微波信号产生的装置与方法
CN105353460B (zh) 预—主激光脉冲光纤集成调节装置
CN105136431A (zh) 基于声光调制的光学器件透反射率的测量系统
CN104051944A (zh) 基于偏振分束的光纤式脉冲展宽与压缩方法
CN109298425B (zh) 多功能激光传感系统
CN106646758A (zh) 一种基于光纤端面二维扫描的单模光纤自适应耦合系统
CN204758869U (zh) 一种新型光路延时装置
CN104049389B (zh) 全光纤激光脉冲相位调制装置
CN203071392U (zh) 超连续谱光子晶体光纤激光器
CN105356218A (zh) 一种低损耗的高重频激光脉冲调制器
CN103296567A (zh) 超窄线宽无线性增益放大多波长光纤激光器
CN114256728A (zh) 一种分束放大准连续光纤激光器
CN101887202B (zh) 光纤传感用m-z型光谱整形器
CN109842009A (zh) 一种阵列激光延时补偿装置及方法
CN204045920U (zh) 一种主控振荡器功率放大的激光输出系统
CN103888111B (zh) 基于迈克尔逊干涉仪的脉冲序列调制方法及调制器
CN204012178U (zh) 基于偏振分束的光纤式脉冲展宽与压缩装置
CN204128686U (zh) 一种全光纤频域干涉仪
CN103542872B (zh) 基于受激布里渊慢光效应的分布式光纤传感器及传感方法
CN103199415A (zh) 稳定控制的超连续谱光子晶体光纤激光器
CN105914571A (zh) 长短激光脉冲同步装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant