CN112332200A - 一种产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置及其实现方法 - Google Patents

一种产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置及其实现方法。本发明在放大器组中的第一级放大器和第二级放大器之间插入一个激光分束装置；经第一分束镜将光分成两部分，分别作为主激光脉冲和烧蚀预脉冲，主激光脉冲的光程大于烧蚀预脉冲的光程，再经过第二放大器和压缩器，最后传输到靶区；靶区具有一个聚焦镜，由于烧蚀预脉冲与主激光脉冲同轴同向，因此该聚焦镜同时对烧蚀预脉冲和主激光脉冲聚焦，焦点位置相同，不需要解决烧蚀预脉冲与主激光脉冲的重叠问题；本发明提供具有烧蚀预脉冲的强场激光脉冲，烧蚀预脉冲与主激光脉冲延迟可控，位于前面的烧蚀预脉冲脉宽可调；能够为激光打靶提供多功能光源，且成本低、工作量小、容易操作。

Description

一种产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置及其实现方法
技术领域
本发明涉及激光技术，具体涉及一种产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置及其实现方法。
背景技术
自啁啾激光脉冲放大(CPA)提出后，激光器的峰值功率飞跃发展，激光脉冲峰值功率可达数PW(1015W)，激光光强可达1022W/cm2。这类强场激光被广泛应用于激光等离子相互作用中。根据激光等离子体相互作用的需求，目前越来越多的应用
常见的CPA系统如图1所示，一个振荡器产生超短脉冲(脉冲宽度通常为皮秒或飞秒量级)作为种子源，经过展宽器对脉冲进行时间展宽后获得长脉冲(脉宽长度几十皮秒到纳秒量级，具体展宽后的脉宽长度取决于最终需要放大的能量)，利用放大器组对已经展宽的长脉冲进行能量放大获得高能量脉冲，高能量的激光脉冲最后通过压缩器将脉冲的时间尺度压缩到最小(回到种子源的脉宽量级)从而获得高峰值功率的强场激光脉冲。高峰值功率的强场激光传输到靶上与靶相互作用。
通过CPA技术获得的强场激光脉冲通常在一个周期内只具有1个脉冲，比如重复频率为1Hz的激光，1s内仅有1个脉冲。但是现在越来越多的应用需要在主激光脉冲前ns到ps时间范围内有一个光强在1012W/cm2的烧蚀预脉冲提前与靶相互作用产生预等离子体，随后的主激光脉冲在预等离子体中得到整形，再进一步与靶相互作用。
如图2所示，现有技术主要是在压缩后的激光中，利用小反射镜1将大口径的激光反射部分作为烧蚀预脉冲，该烧蚀预脉冲的脉冲宽度通常不可控，而且烧蚀预脉冲与主激光脉冲分别采用聚焦镜2不同轴地聚焦到靶3上，两套聚焦系统不仅增加成本，而且增加工作量，同时还需要将聚焦后的微米量级尺寸的烧蚀预脉冲与聚焦后的微米量级的激光主激光脉冲在靶点上空间重合，难度较大。
发明内容
针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了一种产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置及其实现方法。
本发明的一个目的在于提出一种产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置。
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、扩束系统、第一级放大器和第二级放大器，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组和扩束系统后，经第一级放大器放大能量，再进入第二级放大器放大能量，获得高能量激光脉冲；高能量激光脉冲最后通过压缩器将脉冲的时间尺度压缩到最小，从而获得高峰值功率的强场激光脉冲，输到靶区进行打靶。
本发明的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置为在CPA系统的放大器组中的第一级放大器和第二级放大器之间插入一个激光分束装置，激光分束装置包括：第一分束镜、第二分束镜、第一主激光传输镜和第二主激光传输镜，入射角均为45°；其中，激光脉冲经过第一分束镜的反射和透射分成两部分，第一分束镜的反射光：透射光的比例大于9:1；其中，经第一分束镜的反射光，再依次经过第一主激光传输镜和第二主激光传输镜反射，作为主激光脉冲；经第一分束镜的透射光作为烧蚀预脉冲；主激光脉冲与烧蚀预脉冲经过传输后通过第二分束镜进行合束；由于主激光脉冲在第一分束镜与第二分束镜之间的光程大于烧蚀预脉冲在第一分束镜与第二分束镜之间的光程，因此主激光脉冲在烧蚀预脉冲之后；经过激光分束装置后，在主激光脉冲之前具有一个烧蚀预脉冲，主激光脉冲和烧蚀预脉冲进一步进入第二放大器中被放大，再进入压缩器中进行压缩，压缩器将主激光脉冲压缩到最短脉宽后传输到靶区；靶区具有一个聚焦镜，由于烧蚀预脉冲与主激光脉冲同轴同向，因此该聚焦镜同时对烧蚀预脉冲和主激光脉冲聚焦，焦点位置相同，不需要解决烧蚀预脉冲与主激光脉冲的重叠问题。
进一步还包括光路延迟装置，设置在主激光脉冲光路中；光路延迟装置包括第一和第二固定镜片、第一和第二延迟镜片以及电控平移台；其中，第一和第二固定镜片以及第一和第二延迟镜片均为入射角为45°的镜片；第一和第二固定镜片固定放置在第一主激光传输镜与第二主激光传输镜之间，并且四者位于同一条直线上；第一和第二延迟镜片设置在电控平移台上；经第一主激光传输镜反射的主激光脉冲，经过第一固定镜片，将主激光脉冲垂直反射，传输至第一延迟镜片，第一延迟镜片再将主激光脉冲垂直反射，进入第二延迟镜片，第二延迟镜片将再将主激光脉冲垂直反射，反射光与从第一固定镜片反射出的光平行，且传播方向相反，继续传输到第二固定镜片后垂直反射；第一固定镜片到第一延迟镜片的光程等于第二延迟镜片到第二固定镜片的光程，使得光路延迟装置的植入不会影响原始激光的传输。电控平移台的行程大于15cm，电控平移台的移动大于15cm，保障该光路延迟装置可提供0～30cm可调光程，即可提供主激光脉冲0～1ns时间延迟。
进一步还包括色散调控装置，设置在烧蚀预脉冲光路中；色散调控装置位于第一分束镜与第二分束镜之间；色散调控装置采用压缩器或展宽器。如果透射的烧蚀预脉冲大于5mJ，色散调控装置采用压缩器，压缩器提供整个CPA系统中压缩器一半的压缩量；压缩器为双光栅结构，通过调节光栅的间距，调节烧蚀预脉冲的脉冲宽度；大于5mJ的激光脉冲光斑较大，展宽器进行展宽会引入较多像差；但是压缩器不能提供过多的负色散，否则此时烧蚀预脉冲脉冲宽度过短，进入下一级放大器会损伤放大器元件。如果透射的烧蚀预脉冲小于5mJ，色散调控装置采用展宽器，展宽器提供色散，色散量为一固定值，展宽器提供的二阶色散量大于10000fs2，小于1000000fs2；此时烧蚀预脉冲的脉冲宽度不可调。如果烧蚀预脉冲的光斑小于4mm，烧蚀预脉冲直接进入展宽器进行展宽。如果烧蚀预脉冲的光斑大于4mm，此时激光脉冲需要先经过透镜组缩束，使得烧蚀预脉冲的光斑小于4mm后再进入展宽器，展宽器输出的光在经过透镜组成的扩束装置进行扩束，使烧蚀预脉冲的光斑与主激光脉冲相同；通过调节扩束装置使烧蚀预脉冲的发散角与主激光脉冲的发散角相同。展宽器采用材料展宽器、马丁内兹展宽器或者欧浮纳展宽器。
本发明的另一个目的在于提出一种产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲的实现方法。
本发明的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲的实现方法，包括以下步骤：
1)搭建光路：
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、扩束系统、第一级放大器和第二级放大器，前级放大器组包含m个放大器，m为≥0的自然数；
在CPA系统的放大器组中的第一级放大器和第二级放大器之间插入一个激光分束装置，激光分束装置包括：第一分束镜、第二分束镜、第一主激光传输镜和第二主激光传输镜，入射角均为45°；
2)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组和扩束系统后，经第一级放大器放大能量；
3)从第一级放大器放大能量的激光脉冲进入激光分束装置：
经过第一分束镜的反射和透射分成两部分，第一分束镜的反射光：透射光的比例大于9:1；其中，经第一分束镜的反射光，再依次经过第一主激光传输镜和第二主激光传输镜反射，作为主激光脉冲；经第一分束镜的透射光作为烧蚀预脉冲；主激光脉冲与烧蚀预脉冲经过传输后通过第二分束镜进行合束；由于主激光脉冲在第一分束镜与第二分束镜之间的光程大于烧蚀预脉冲在第一分束镜与第二分束镜之间的光程，
因此主激光脉冲在烧蚀预脉冲之后；
4)经过激光分束装置后，在主激光脉冲之前具有一个烧蚀预脉冲，主激光脉冲和烧蚀预脉冲进一步进入第二放大器中被放大，再进入压缩器中进行压缩，压缩器将主激光脉冲压缩到最短脉宽后传输到靶区；
5)靶区具有一个聚焦镜，由于烧蚀预脉冲与主激光脉冲同轴同向，因此该聚焦镜同时对烧蚀预脉冲和主激光脉冲聚焦，焦点位置相同，不需要解决烧蚀预脉冲与主激光脉冲的重叠问题。
本发明的优点：
本发明在放大器组中的第一级放大器和第二级放大器之间插入一个激光分束装置，激光分束装置第一分束镜、第二分束镜、第一主激光传输镜和第二主激光传输镜；经第一分束镜将光分成两部分，分别作为主激光脉冲和烧蚀预脉冲，主激光脉冲的光程大于烧蚀预脉冲的光程，进一步进入第二放大器中被放大，再进入压缩器中进行压缩，压缩器将主激光脉冲压缩到最短脉宽后传输到靶区；靶区具有一个聚焦镜，由于烧蚀预脉冲与主激光脉冲同轴同向，因此该聚焦镜同时对烧蚀预脉冲和主激光脉冲聚焦，焦点位置相同，不需要解决烧蚀预脉冲与主激光脉冲的重叠问题；本发明可以提供具有烧蚀预脉冲的强场激光脉冲，烧蚀预脉冲与主激光脉冲延迟可控，其中位于前面的烧蚀预脉冲脉宽可调；该结构能够为激光打靶提供多功能光源，且成本低、工作量小、容易操作。
附图说明
图1为CPA系统的结构框图；
图2为现有技术中烧蚀预脉冲和主激光脉冲共同与靶作用示意图；
图3为本发明的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置的整体结构框图；
图4为本发明的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置的激光分束装置的实施例一的光路图；
图5为本发明的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置的激光分束装置的实施例二的光路图；
图6为本发明的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置的激光分束装置的实施例三的光路图；
图7为本发明的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置的激光分束装置的实施例四的光路图。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例一
如图3所示，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、扩束系统、第一级放大器和第二级放大器，前级放大器组包含m个放大器，m为≥0的自然数；本实施例的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置为在CPA系统的放大器组中的第一级放大器和第二级放大器之间插入一个激光分束装置；如图4所示，激光分束装置包括：第一分束镜41、第二分束镜42、第一主激光传输镜51和第二主激光传输镜52，入射角均为45°；其中，激光脉冲经过第一分束镜41的反射和透射分成两部分，第一分束镜41的反射光：透射光的比例大于9:1；其中，经第一分束镜41的反射光，再依次经过第一主激光传输镜51和第二主激光传输镜52反射，作为主激光脉冲；经第一分束镜41的透射光作为烧蚀预脉冲；主激光脉冲与烧蚀预脉冲经过传输后通过第二分束镜42进行合束；由于主激光脉冲在第一分束镜41与第二分束镜42之间的光程大于烧蚀预脉冲在第一分束镜41与第二分束镜42之间的光程，因此主激光脉冲在烧蚀预脉冲之后。
实施例二
如图4所示，本实施例的激光分束装置包括：第一分束镜41、第二分束镜42、第一主激光传输镜51、第二主激光传输镜52和光路延迟装置6；其中，激光脉冲经过第一分束镜41的反射和透射分成两部分，第一分束镜41的反射光：透射光的比例大于9:1；光路延迟装置6包括第一固定镜片61和第二固定镜片62、第一延迟镜片63和第二延迟镜片64以及电控平移台65；其中，第一和第二固定镜片62以及第一和第二延迟镜片64均为入射角为45°的镜片；第一和第二固定镜片62固定放置在第一主激光传输镜与第二主激光传输镜之间，并且四者位于同一条直线上；第一延迟镜片63和第二延迟镜片64设置在电控平移台65上；经第一分束镜的反射光，再依次经过第一主激光传输镜反射，经过第一固定镜片61，将主激光脉冲垂直反射，传输至第一延迟镜片63，第一延迟镜片63再将主激光脉冲垂直反射，进入第二延迟镜片64，第二延迟镜片64将再将主激光脉冲垂直反射，反射光与第一固定镜片61反射出的光平行，且传播方向相反，继续传输到第二固定镜片62后垂直反射；第一固定镜片61到第一延迟镜片63的光程等于第二延迟镜片64到第二固定镜片62的光程，使得光路延迟装置的植入不会影响原始激光的传输；再经过第二主激光传输镜52反射，作为主激光脉冲；经第一分束镜41的透射光作为烧蚀预脉冲；主激光脉冲与烧蚀预脉冲经过传输后通过第二分束镜42进行合束。电控平移台65的行程大于15cm，电控平移台65的移动大于15cm，保障该光路延迟装置可提供0～30cm可调光程，即可提供主激光脉冲0～1ns时间延迟。
实施例三
如图6所示，本实施例的激光分束装置还包括在灼烧预脉冲光路中加入色散调控装置；激光分束装置包括：第一分束镜41、第二分束镜42、第一主激光传输镜51、第二主激光传输镜52和压缩器71；其中，激光脉冲经过第一分束镜41的反射和透射分成两部分，第一分束镜41的反射光：透射光的比例大于9:1；其中，经第一分束镜41的反射光，再依次经过第一主激光传输镜51和第二主激光传输镜52反射，作为主激光脉冲；经第一分束镜41的透射光作为烧蚀预脉冲，烧蚀预脉冲大于5mJ，色散调控装置采用压缩器71；烧蚀预脉冲经过压缩器，压缩器可提供整个CPA系统中压缩器一半的压缩量，压缩器71为双光栅结构，通过调节光栅的间距可调节烧蚀预脉冲的脉冲宽度；大于5mJ的激光脉冲光斑较大，展宽器进行展宽会引入较多像差，但是压缩器不能提供过多的负色散，否则此时烧蚀预脉冲脉冲宽度过短，进入下一级放大器会损伤放大器元件；主激光脉冲与烧蚀预脉冲经过传输后通过第二分束镜42进行合束。
实施例四
如图7所示，本实施例的激光分束装置包括：第一分束镜41、第二分束镜42、第一主激光传输镜51、第二主激光传输镜52、光路延迟装置6和展宽器72；其中，激光脉冲经过第一分束镜的反射和透射分成两部分，第一分束镜的反射光：透射光的比例大于9:1；其中，光路延迟装置6包括第一固定镜片61和第二固定镜片62、第一延迟镜片63和第二延迟镜片64以及电控平移台65；其中，第一和第二固定镜片62固定放置在第一主激光传输镜与第二主激光传输镜之间，并且四者位于同一条直线上；第一和第二延迟镜片64设置在电控平移台65上；经第一分束镜的反射光，再依次经过第一主激光传输镜反射，经过第一固定镜片61，将主激光脉冲垂直反射，传输至第一延迟镜片63，第一延迟镜片63再将主激光脉冲垂直反射，进入第二延迟镜片64，第二延迟镜片64将再将主激光脉冲垂直反射，反射光与第一固定镜片61反射出的光平行，且传播方向相反，继续传输到第二固定镜片62后垂直反射；第一固定镜片61到第一延迟镜片63的光程等于第二延迟镜片64到第二固定镜片62的光程，使得光路延迟装置的植入不会影响原始激光的传输；再经过第二主激光传输镜52反射，作为主激光脉冲；经第一分束镜41的透射光作为烧蚀预脉冲；透射的烧蚀预脉冲小于5mJ，此时色散调控装置为展宽器72，展宽器72提供的色散量为一固定值，展宽器72提供的二阶色散量大于10000fs2，小于1000000fs2，此时烧蚀预脉冲的脉冲宽度不可调；如果烧蚀预脉冲的光斑小于4mm，烧蚀预脉冲直接进入展宽器72进行展宽；如果烧蚀预脉冲的光斑大于4mm，此时烧蚀预脉冲需要先经过透镜组缩束，使光斑小于4mm后再进入展宽器72，展宽器72输出的光在经过透镜组成的扩束装置进行扩束，使烧蚀预脉冲的光斑与主激光脉冲相同，通过调节扩束装置使烧蚀预脉冲发散角与主激光发散角相同；主激光脉冲与烧蚀预脉冲经过传输后通过第二分束镜42进行合束。电控平移台65的行程大于15cm，电控平移台65的移动大于15cm，保障该光路延迟装置可提供0～30cm可调光程，即可提供主激光脉冲0～1ns时间延迟。
实施例一至四中，经过激光分束装置后，在主激光脉冲之前具有一个烧蚀预脉冲，主激光脉冲和烧蚀预脉冲进一步进入第二放大器中被放大，再进入压缩器中进行压缩，压缩器将主激光脉冲压缩到最短脉宽后传输到靶区；靶区具有一个聚焦镜，由于烧蚀预脉冲与主激光脉冲同轴同向，因此该聚焦镜同时对烧蚀预脉冲和主激光脉冲聚焦，焦点位置相同，不需要解决烧蚀预脉冲与主激光脉冲的重叠问题。
最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置，自啁啾激光脉冲放大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、扩束系统、第一级放大器和第二级放大器，前级放大器组包含m个放大器，m为≥0的自然数；其特征在于，所述产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置为在CPA系统的放大器组中的第一级放大器和第二级放大器之间插入一个激光分束装置，激光分束装置包括：第一分束镜、第二分束镜、第一主激光传输镜和第二主激光传输镜，入射角均为45°；其中，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；进入放大器组，依次经过前级放大器组和扩束系统后，经第一级放大器放大能量；激光脉冲经过第一分束镜的反射和透射分成两部分，第一分束镜的反射光：透射光的比例大于9:1；其中，经第一分束镜的反射光，再依次经过第一主激光传输镜和第二主激光传输镜反射，作为主激光脉冲；经第一分束镜的透射光作为烧蚀预脉冲；主激光脉冲与烧蚀预脉冲经过传输后通过第二分束镜进行合束；由于主激光脉冲在第一分束镜与第二分束镜之间的光程大于烧蚀预脉冲在第一分束镜与第二分束镜之间的光程，因此主激光脉冲在烧蚀预脉冲之后；经过激光分束装置后，在主激光脉冲之前具有一个烧蚀预脉冲，主激光脉冲和烧蚀预脉冲进一步进入第二放大器中被放大，再进入压缩器中进行压缩，压缩器将主激光脉冲压缩到最短脉宽后传输到靶区；靶区具有一个聚焦镜，由于烧蚀预脉冲与主激光脉冲同轴同向，因此该聚焦镜同时对烧蚀预脉冲和主激光脉冲聚焦，焦点位置相同，不需要解决烧蚀预脉冲与主激光脉冲的重叠问题。
2.如权利要求1所述的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置，其特征在于，还包括光路延迟装置，设置在主激光脉冲光路中；光路延迟装置包括第一和第二固定镜片、第一和第二延迟镜片以及电控平移台；其中，第一和第二固定镜片以及第一和第二延迟镜片均为入射角为45°的镜片；第一和第二固定镜片固定放置在第一主激光传输镜与第二主激光传输镜之间，并且四者位于同一条直线上；第一和第二延迟镜片设置在电控平移台上；经第一主激光传输镜反射的主激光脉冲，经过第一固定镜片，将主激光脉冲垂直反射，传输至第一延迟镜片，第一延迟镜片再将主激光脉冲垂直反射，进入第二延迟镜片，第二延迟镜片将再将主激光脉冲垂直反射，反射光与从第一固定镜片反射出的光平行，且传播方向相反，继续传输到第二固定镜片后垂直反射；第一固定镜片到第一延迟镜片的光程等于第二延迟镜片到第二固定镜片的光程，使得光路延迟装置的植入不会影响原始激光的传输。
3.如权利要求2所述的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置，其特征在于，所述电控平移台的行程大于15cm，电控平移台的移动大于15cm，保障该光路延迟装置可提供0～30cm可调光程，即可提供主激光脉冲0～1ns时间延迟。
4.如权利要求1所述的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置，其特征在于，还包括色散调控装置，设置在烧蚀预脉冲光路中；色散调控装置位于第一分束镜与第二分束镜之间；色散调控装置采用压缩器或展宽器。
5.如权利要求4所述的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置，其特征在于，如果透射的烧蚀预脉冲大于5mJ，色散调控装置采用压缩器，压缩器提供整个CPA系统中压缩器一半的压缩量；压缩器为双光栅结构，通过调节光栅的间距，调节烧蚀预脉冲的脉冲宽度。
6.如权利要求4所述的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置，其特征在于，如果透射的烧蚀预脉冲小于5mJ，色散调控装置采用展宽器，展宽器提供色散，展宽器提供的二阶色散量大于10000fs2，小于1000000fs2。
7.如权利要求6所述的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置，其特征在于，如果烧蚀预脉冲的光斑小于4mm，烧蚀预脉冲直接进入展宽器进行展宽；如果烧蚀预脉冲的光斑大于4mm，此时激光脉冲需要先经过透镜组缩束，使得烧蚀预脉冲的光斑小于4mm后再进入展宽器，展宽器输出的光在经过透镜组成的扩束装置进行扩束，使烧蚀预脉冲的光斑与主激光脉冲相同；通过调节扩束装置使烧蚀预脉冲的发散角与主激光脉冲的发散角相同。
8.如权利要求6所述的产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置，其特征在于，所述展宽器采用材料展宽器、马丁内兹展宽器或者欧浮纳展宽器。
9.一种产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括以下步骤：
1)搭建光路：
自啁啾激光脉冲放大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、扩束系统、第一级放大器和第二级放大器，前级放大器组包含m个放大器，m为≥0的自然数；
在CPA系统的放大器组中的第一级放大器和第二级放大器之间插入一个激光分束装置，激光分束装置包括：第一分束镜、第二分束镜、第一主激光传输镜和第二主激光传输镜，入射角均为45°；
2)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组和扩束系统后，经第一级放大器放大能量；
3)从第一级放大器放大能量的激光脉冲进入激光分束装置：
经过第一分束镜的反射和透射分成两部分，第一分束镜的反射光：透射光的比例大于9:1；其中，经第一分束镜的反射光，再依次经过第一主激光传输镜和第二主激光传输镜反射，作为主激光脉冲；经第一分束镜的透射光作为烧蚀预脉冲；主激光脉冲与烧蚀预脉冲经过传输后通过第二分束镜进行合束；由于主激光脉冲在第一分束镜与第二分束镜之间的光程大于烧蚀预脉冲在第一分束镜与第二分束镜之间的光程，因此主激光脉冲在烧蚀预脉冲之后；
4)经过激光分束装置后，在主激光脉冲之前具有一个烧蚀预脉冲，主激光脉冲和烧蚀预脉冲进一步进入第二放大器中被放大，再进入压缩器中进行压缩，压缩器将主激光脉冲压缩到最短脉宽后传输到靶区；
5)靶区具有一个聚焦镜，由于烧蚀预脉冲与主激光脉冲同轴同向，因此该聚焦镜同时对烧蚀预脉冲和主激光脉冲聚焦，焦点位置相同，不需要解决烧蚀预脉冲与主激光脉冲的重叠问题。
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