CN115064933B - 一种皮秒长脉冲串等幅放大装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种皮秒长脉冲串等幅放大装置及方法，属于激光器领域，皮秒种子源产生种子脉冲序列，经过延时控制器控制的脉冲拾取器，分离出所需持续时间和重复频率的种子脉冲串；光学放大器接收选定的种子脉冲串，在放大过程中延时控制器通过调节脉冲拾取器调制信号的触发时间与放大级脉冲泵浦调制信号的触发时间之间的时间间隔，来控制种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿之间的相对延迟时间，进而准确设置脉冲泵浦延时的宽度和重复频率。本发明通过设置最佳的脉冲泵浦延时，控制种子脉冲串到来之前放大级能量的积累时间，消除放大级增益饱和效应，实现无畸变的等幅放大脉冲串输出，并且具有结构简单、操作灵活的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种皮秒长脉冲串等幅放大装置及方法，属于激光器技术领域。
背景技术
皮秒长脉冲串工作模式是指皮秒激光器周期性输出由多个子脉冲构成的脉冲包络激光。皮秒长脉冲串激光器具有兼顾高重复频率和大能量输出、脉冲串持续时间可调谐、适应处理不同材料等诸多优点和独特优势，被广泛应用于激光加工、激光诊断、激光辅助离子剥离和自由电子激光器等各个领域。由于皮秒种子源经脉冲拾取器获得的脉冲串能量太小，不能满足激光应用需求，因此需要采用一级或多级激光放大器对选定的种子脉冲串能量进行放大。在脉冲串模式脉冲放大的过程中，由于脉冲串内子脉冲的脉冲间隔相对较小，放大级的增益饱和效应会导致种子脉冲串包络前沿的子脉冲获得高增益，消耗较多放大器积累的上能级反转粒子数，在放大器补充反转粒子数之前，迅速到来的后续子脉冲只能低增益放大。因此造成脉冲串内子脉冲强度逐渐减小，放大后的脉冲串包络会出现前高后低的波形畸变现象。
专利文献CN112703645A公开了一种带有脉冲串模式控制的激光器-MOPA，可以实现脉冲串等幅放大。该激光器涉及在放大之前利用光调制器对选定的种子脉冲串进行包络波形的预整形，以使得放大之后的脉冲串包络内的子脉冲具有相同的幅值。张聪聪等在“时域波形可编程飞秒脉冲串掺镱光纤放大”，《激光与光电子学进展》，2021，第58卷，第23期中介绍了一种基于现场可编程门阵列实现脉冲串整形放大的方法，该方法采用电路高速信号处理实现对脉冲串内子脉冲的强度调控实现对种子脉冲包络的整形，进而获得脉冲串放大后的等幅输出。
以上两种实现脉冲串等幅放大的方法都是对种子脉冲串包络进行预整形，其存在以下不足：其一，对种子脉冲串进行预整形，涉及复杂的理论模拟和程序设计，且一种整形只适合于固定脉冲串持续时间，脉冲串持续时间改变，需要重新对包络进行整形设计，因此该种方法技术难度大且操作不灵活；其二，光调制器信号的调制与整形都离不开控制器，而具有高速响应的控制器虽然可以进行商购，但这会大大提高整个装置的成本；其三，种子脉冲串内子脉冲幅值稳定性不佳的情况下，预整形会导致输出的脉冲串内子脉冲幅值不稳定性增加，因此需要对种子脉冲串进行监测和反馈，增加了整个系统的结构和设计的复杂性。
因此，开发普遍适用、结构简单、操作灵活的皮秒长脉冲串等幅放大方法，避免脉冲串放大幅度前沿至后沿持续下降、脉冲串包络波形畸变，实现脉冲串的等幅度放大输出，具有重要意义。为此，提出本发明。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种皮秒长脉冲串等幅放大装置及方法，基于脉冲泵浦延时能够有效地实现皮秒脉冲串等幅放大输出，并且具有结构简单、操作灵活的特点。本发明利用脉冲泵浦延时准确调控种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿之间的相对延迟时间，进而控制种子脉冲串到来前的放大级能量积累时间，避免了放大级增益饱和效应造成的脉冲串放大幅度前沿至后沿持续降低导致的脉冲串波形的畸变。
本发明的技术方案如下：
一种皮秒长脉冲串等幅放大装置，包括皮秒种子源、脉冲拾取器、延时控制器和光学放大器；
所述皮秒种子源用于产生具有高重复频率的皮秒种子脉冲序列，脉冲拾取器用于从皮秒种子源接收种子脉冲序列，延时控制器连接脉冲拾取器并施加调制信号，用于精确控制脉冲拾取器的触发时间、重复频率以及持续时间，由此从种子脉冲序列中分离出种子脉冲串；光学放大器用于接收并放大脉冲拾取器中选定的种子脉冲串，延时控制器还连接光学放大器的光泵浦脉冲驱动电路，并对放大级光泵浦脉冲驱动电路施加调制信号，控制放大级泵浦脉冲触发时间、持续时间和重复频率，通过调节种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿的相对延迟时间，控制脉冲泵浦延时的宽度和重复频率，最终获得等幅度放大的脉冲串输出。
优选的，所述脉冲拾取器还包含相应的驱动源，延迟控制器实际上是对脉冲拾取器的驱动源施加数字调制信号，进而由驱动源输出模拟调制信号控制脉冲拾取器的触发时间、重复频率以及持续时间。
优选的，所述脉冲拾取器可以为声光Q开关火或电光Q开关等开关，电光Q开关包括普克尔盒和相应的驱动源；
当脉冲拾取器为电光Q开关方式时，沿光路依次设置半波片、普克尔盒和偏振片组合成脉冲拾取器。
优选的，所述光学放大器为一级或多级行波放大器；
行波放大器采用端面泵浦或者侧面泵浦增益介质的方式，优选的，端面泵浦方式可以为单端泵浦方式或双端泵浦方式。
优选的，所述行波放大器光泵浦源采用脉冲输出模式的半导体激光器或氙灯，并通过泵浦放大级增益介质实现放大级的能量积累；
优选的，放大级增益介质为受激辐射发射波长与皮秒种子源输出波长一致的激光晶体；
优选的，所述延时控制器为数字延时与脉冲信号发生器，数字延时与脉冲信号发生器具有多个输出通道，通过所述延时控制器可对输出的调制信号的触发时间、重复频率、持续时间以及信号幅值进行精确控制。
优选的，所述数字延时与脉冲信号发生器内置时钟系统，以时钟系统为基准，每个信号通道独立地对信号的触发时间、重复频率、持续时间以及信号幅值进行调节，而不受其他的信号通道的调制信号的影响；
优选的，数字延时与脉冲信号发生器在调制脉冲泵浦延时过程中，使用的调制信号均为方波信号。
一种皮秒长脉冲串等幅放大方法，皮秒种子源产生具有高重复频率的皮秒种子脉冲序列，脉冲拾取器从皮秒种子源接收种子脉冲序列，延时控制器对脉冲拾取器施加调制信号，精确控制脉冲拾取器的触发时间、重复频率以及持续时间，由此从种子脉冲序列中分离出种子脉冲串；光学放大器接收脉冲拾取器中选定的种子脉冲串，延时控制器对放大级光泵浦脉冲驱动电路施加调制信号，控制放大级泵浦脉冲触发时间、持续时间和重复频率，通过调节种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿的相对延迟时间，控制脉冲泵浦延时的宽度和重复频率，通过设置最佳的脉冲泵浦延时，控制种子脉冲串到来之前放大级能量的积累时间，消除放大级增益饱和效应，实现无畸变的等幅放大脉冲串输出；
脉冲泵浦延时为种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿之间的相对延迟时间，脉冲泵浦延时是通过控制脉冲拾取器调制信号的触发时间与光学放大器脉冲泵浦调制信号的触发时间之间的时间间隔来实现的，在调制过程中，泵浦脉冲的持续时间大于或者等于种子脉冲串的持续时间，以确保种子脉冲串的全部子脉冲都能够实现放大。
优选的，设置脉冲泵浦延时的具体过程为：
(1)以数字延时与脉冲信号发生器内置时钟系统为基准，设置种子脉冲串的持续时间、重复频率和脉冲拾取器调制信号的触发时间，然后设置光学放大级泵浦脉冲的持续时间、重复频率和调制信号的触发时间，使用光电转换探头和示波器对放大后输出的脉冲串包络波形进行实时监测；
(2)调节脉冲拾取器调制信号的触发时间相对于光学放大级脉冲泵浦调制信号的触发时间之间的时间间隔；
当示波器中波形呈现为脉冲串放大幅度前沿至后沿持续降低导致的畸变包络波形，此时脉冲拾取器调制信号的触发时间太迟，即脉冲泵浦延时过长，需要缩短脉冲泵浦延时；当示波器中波形呈现为脉冲串放大幅度前沿至后沿持续升高的畸变包络波形，此时脉冲拾取器调制信号的触发时间太早，即脉冲泵浦延时过短，需要增长脉冲泵浦延时；
(3)通过逐步缩小脉冲泵浦延时的调节范围，使得输出脉冲串在示波器中呈现子脉冲强度起伏小且没有畸变的平顶包络波形，此时设置的脉冲泵浦延时就是最佳的脉冲泵浦延时。
优选的，步骤(3)中，调节脉冲泵浦延时过程中确保种子脉冲串后沿与放大级泵浦脉冲后沿保持同步，避免因放大级泵浦脉冲提前结束导致的脉冲串后沿子脉冲无法被全部放大，或者因种子脉冲串提前结束导致的后续的噪声脉冲包络被放大输出。
本发明未详尽之处，均可采用现有技术。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的皮秒长脉冲串等幅放大装置及方法是通过准确控制种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿之间的相对延迟时间，调节种子脉冲串前沿对放大级反转粒子数的消耗，以此来实现放大级能量积累与消耗的动态平衡，解决放大级增益饱和效应，并获得等幅度放大的脉冲串输出。这种方法不需要对延时控制器调制信号的波形进行复杂的编程整形，不会增加输出脉冲串子脉冲幅值的不稳定性。因此这种方法更适应于后续的应用。
(2)本发明的皮秒长脉冲串等幅放大方法简单、可靠、易操作，通过延时控制器可以根据需求灵活、准确地设置调制信号的触发时间、重复频率、持续时间等参数。
(3)本发明的皮秒长脉冲串等幅放大装置，结构简单，所用的各器件均为市面上已有的常用器件，易于获得。
附图说明
图1为本发明的皮秒长脉冲串等幅放大装置的原理示意图；
图2为本发明的延时控制器调制的泵浦脉冲信号、脉冲拾取器信号与输出脉冲串的时序示意图；
图3为某一实施例的皮秒长脉冲串等幅放大装置的结构示意图；
图4为本发明一实施例中的重复频率为550Hz、脉冲串持续时间为16μs的皮秒种子脉冲串的波形图；
图5为本发明一实施例中的种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿之间延时为55μs、重复频率为550Hz、脉冲串持续时间为16μs的输出脉冲串的波形图；
图6为本发明一实施例中的种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿之间延时为45μs、重复频率为550Hz、脉冲串持续时间为16μs的输出脉冲串的波形图；
图7为本发明一实施例中的种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿之间延时为49.5μs、重复频率为550Hz、脉冲串持续时间为16μs的输出脉冲串的波形图。
图中，1-皮秒种子源，2-脉冲拾取器，3-延时控制器，4-光学放大器，21-半波片，22-普克尔盒，23-偏振片，41-第一脉冲泵浦模块，42-第一耦合透镜组，43-第一泵浦反射镜，44-放大级增益介质，45-第二脉冲泵浦模块，46-第二耦合透镜组，47-第二泵浦反射镜。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，但不仅限于此，本发明未详尽说明的，均按本领域常规技术。
实施例1：
一种皮秒长脉冲串等幅放大装置，如图1-3所示，包括皮秒种子源1、脉冲拾取器2、延时控制器3和光学放大器4；
皮秒种子源1用于产生具有高重复频率的皮秒种子脉冲序列，脉冲拾取器2用于从皮秒种子源1接收种子脉冲序列，延时控制器3连接脉冲拾取器2并施加调制信号，用于精确控制脉冲拾取器2的触发时间、重复频率以及持续时间，由此从种子脉冲序列中分离出种子脉冲串；光学放大器4用于接收并放大脉冲拾取器中选定的种子脉冲串，延时控制器还连接光学放大器的光泵浦脉冲驱动电路，并对放大级光泵浦脉冲驱动电路施加调制信号，控制放大级泵浦脉冲触发时间、持续时间和重复频率，通过调节种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿的相对延迟时间，控制脉冲泵浦延时的宽度和重复频率，最终获得等幅度放大的脉冲串输出。
实施例2：
一种皮秒长脉冲串等幅放大装置，如实施例1所述，所不同的是，脉冲拾取器2还包含相应的驱动源，延迟控制器实际上是对脉冲拾取器2的驱动源施加数字调制信号，进而由驱动源输出模拟调制信号控制脉冲拾取器的触发时间、重复频率以及持续时间。
脉冲拾取器2可以为声光Q开关火或电光Q开关等开关；
光学放大器4为一级或多级行波放大器；
行波放大器采用端面泵浦或者侧面泵浦增益介质的方式，端面泵浦方式可以为单端泵浦方式或双端泵浦方式。
行波放大器光泵浦源采用脉冲输出模式的半导体激光器或氙灯，并通过泵浦放大级增益介质实现放大级的能量积累；
优选的，放大级增益介质为受激辐射发射波长与皮秒种子源输出波长一致的激光晶体；
延时控制器3为数字延时与脉冲信号发生器，数字延时与脉冲信号发生器具有多个输出通道，通过所述延时控制器可对输出的调制信号的触发时间、重复频率、持续时间以及信号幅值进行精确控制。
优选的，所述数字延时与脉冲信号发生器内置时钟系统，以时钟系统为基准，每个信号通道独立地对信号的触发时间、重复频率、持续时间以及信号幅值进行调节，而不受其他的信号通道的调制信号的影响；
数字延时与脉冲信号发生器在调制脉冲泵浦延时过程中，使用的调制信号均为方波信号。
实施例3：
一种皮秒长脉冲串等幅放大方法，皮秒种子源1产生具有高重复频率的皮秒种子脉冲序列，脉冲拾取器2从皮秒种子源接收种子脉冲序列，延时控制器3对脉冲拾取器施加调制信号，精确控制脉冲拾取器的触发时间、重复频率以及持续时间，由此从种子脉冲序列中分离出种子脉冲串；光学放大器4接收脉冲拾取器中选定的种子脉冲串，延时控制器3对放大级光泵浦脉冲驱动电路施加调制信号，控制放大级泵浦脉冲触发时间、持续时间和重复频率，通过调节种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿的相对延迟时间，控制脉冲泵浦延时的宽度和重复频率，最终获得等幅度放大的脉冲串输出；
如图2所示，为延时控制器调制的泵浦脉冲信号、脉冲拾取器信号与输出脉冲串的时序示意图，脉冲泵浦延时Δt为种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿之间的相对延迟时间，脉冲泵浦延时Δt是通过控制脉冲拾取器2调制信号Sp的触发时间与光学放大器4脉冲泵浦调制信号Sa的触发时间之间的时间间隔来实现的，在调制过程中，泵浦脉冲的持续时间T大于或者等于种子脉冲串P的持续时间t，以确保种子脉冲串P的全部子脉冲都能够实现放大。
Δτ为输出脉冲串Pamp的脉冲间隔，N为串内子脉冲个数。
实施例4：
一种皮秒长脉冲串等幅放大方法，如实施例3所述，所不同的是，设置脉冲泵浦延时Δt的具体过程为：
(1)以数字延时与脉冲信号发生器内置时钟系统为基准，设置种子脉冲串P的持续时间、重复频率和脉冲拾取器2调制信号Sp的触发时间，然后设置光学放大级4泵浦脉冲的持续时间、重复频率和调制信号Sa的触发时间，使用光电转换探头和示波器对放大后输出的脉冲串包络波形进行实时监测；
(2)调节脉冲拾取器2调制信号Sp的触发时间相对于光学放大级4脉冲泵浦调制信号S的触发时间之间的时间间隔；
当示波器中波形呈现为脉冲串放大幅度前沿至后沿持续降低导致的畸变包络波形，此时脉冲拾取器2调制信号Sp的触发时间太迟，即脉冲泵浦延时Δt过长，需要缩短脉冲泵浦延时Δt；当示波器中波形呈现为脉冲串放大幅度前沿至后沿持续升高的畸变包络波形，此时脉冲拾取器2调制信号Sp的触发时间太早，即脉冲泵浦延时Δt过短，需要增长脉冲泵浦延时Δt；
(3)通过逐步缩小脉冲泵浦延时Δt的调节范围，使得输出脉冲串在示波器中呈现子脉冲强度起伏小且没有畸变的平顶包络波形，此时设置的脉冲泵浦延时Δt就是最佳的脉冲泵浦延时，即实现了等幅放大的脉冲串输出。
步骤(3)中，调节脉冲泵浦延时过程中应确保种子脉冲串后沿与放大级泵浦脉冲后沿保持同步，避免因放大级泵浦脉冲提前结束导致的脉冲串后沿子脉冲无法被全部放大，或者因种子脉冲串提前结束导致的后续的噪声脉冲包络被放大输出。
实施例5：
一种皮秒长脉冲串等幅放大装置，如实施例1所述，所不同的是，如图3所示，包括皮秒种子源1、脉冲拾取器2、延时控制器3和光学放大器4，
所述脉冲拾取器为电光Q开关方式时，沿光路依次设置半波片21、普克尔盒22和偏振片23组合成脉冲拾取器，其中，所述普克尔盒22还应包括相应的驱动源，所述光学放大器4为采用双端面泵浦模式的一级行波放大器，其中光学放大器包括第一脉冲泵浦模块41，第一耦合透镜组42，第一泵浦反射镜43，放大级增益介质44，第二脉冲泵浦模块45，第二耦合透镜组46，第二泵浦反射镜47，第一脉冲泵浦模块41和第二脉冲泵浦模块45均与延时控制器连接，光学放大器4为采用双端面泵浦模式的一级行波放大器。第一脉冲泵浦模块和第二脉冲泵浦模块为光纤耦合的脉冲输出模式的半导体激光器，通过耦合透镜组将泵浦光耦合进入放大级增益介质中，所述放大级增益介质44为掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)晶体。
皮秒种子源1的输出功率为16W，中心波长为1064nm，重复频率为178MHz，脉冲宽度为18ps，输出种子脉冲序列M。
延时控制器3对脉冲拾取器2施加调制信号Sp，获得重复频率为550Hz、脉冲串持续时间为16μs的种子脉冲串P的输出，输出的种子脉冲串P的波形图，如图4所示；
光学放大器4接收并放大种子脉冲串P，通过延时控制器3对放大级脉冲泵浦脉冲驱动器施加调制信号Sa，实现脉冲泵浦延时宽度和重复频率的调节，输出的放大后的脉冲串Pamp的波形图，如图5-图7所示；
其中，图5为种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿延时为55μs、重复频率为550Hz、脉冲串持续时间为16μs的输出脉冲串的波形图。图5所示波形图种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿延时过长，放大级增益饱和效应导致脉冲串前沿消耗较多放大级积累的反转粒子数，获得较高的放大增益，在放大级补充反转粒子数之前，迅速到来的子脉冲只能获得低的放大增益，脉冲串波形出现前高后低的畸变现象，脉冲串内子脉冲的能量逐渐降低。
图6为种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿延时为45μs、重复频率为550Hz、脉冲串持续时间为16μs的输出脉冲串的波形图。所示波形图种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿延时不足，种子脉冲串到来时，放大级上能级粒子数积累不足，脉冲串前沿得不到有效放大，上能级粒子数持续积累，后沿放大倍率越来越高，因此脉冲串波形呈现前低后高的畸变现象，脉冲串内子脉冲的能量逐渐增大。
图7为种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿延时为49.5μs、重复频率为550Hz、脉冲串持续时间为16μs的输出脉冲串的波形图。图7所示波形图为最佳的脉冲泵浦延时下的输出脉冲串波形图，最佳的脉冲泵浦延时减少种子脉冲串前沿对放大级反转粒子数的消耗，为后续到来的子脉冲储存反转粒子数，使种子脉冲串内所有子脉冲在放大过程中获得相同的放大增益，输出脉冲串没有明显的子脉冲幅度起伏增大和脉冲串波形的畸变，实现皮秒长脉冲串等幅度放大。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种皮秒长脉冲串等幅放大装置，其特征在于，包括皮秒种子源、脉冲拾取器、延时控制器和光学放大器；
所述皮秒种子源用于产生具有高重复频率的皮秒种子脉冲序列，脉冲拾取器用于从皮秒种子源接收种子脉冲序列，延时控制器连接脉冲拾取器并施加调制信号，用于精确控制脉冲拾取器的触发时间、重复频率以及持续时间，由此从种子脉冲序列中分离出种子脉冲串；光学放大器用于接收并放大脉冲拾取器中选定的种子脉冲串，延时控制器还连接光学放大器的光泵浦脉冲驱动电路，并对放大级光泵浦脉冲驱动电路施加调制信号，控制放大级泵浦脉冲触发时间、持续时间和重复频率，通过调节种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿的相对延迟时间，控制脉冲泵浦延时的宽度和重复频率，最终获得等幅度放大的脉冲串输出。
2.根据权利要求1所述的皮秒长脉冲串等幅放大装置，其特征在于，所述脉冲拾取器还包含相应的驱动源，延迟控制器对脉冲拾取器的驱动源施加数字调制信号，进而由驱动源输出模拟调制信号控制脉冲拾取器的触发时间、重复频率以及持续时间。
3.根据权利要求1所述的皮秒长脉冲串等幅放大装置，其特征在于，所述脉冲拾取器为声光Q开关火或电光Q开关，电光Q开关包括普克尔盒和相应的驱动源；
当脉冲拾取器为电光Q开关方式时，沿光路依次设置半波片、普克尔盒和偏振片组合成脉冲拾取器。
4.根据权利要求3所述的皮秒长脉冲串等幅放大装置，其特征在于，所述光学放大器为一级或多级行波放大器；
行波放大器采用端面泵浦或者侧面泵浦增益介质的方式，端面泵浦方式为单端泵浦方式或双端泵浦方式。
5.根据权利要求4所述的皮秒长脉冲串等幅放大装置，其特征在于，所述行波放大器光泵浦源采用脉冲输出模式的半导体激光器或氙灯，并通过泵浦放大级增益介质实现放大级的能量积累；
放大级增益介质为受激辐射发射波长与皮秒种子源输出波长一致的激光晶体。
6.根据权利要求1所述的皮秒长脉冲串等幅放大装置，其特征在于，所述延时控制器为数字延时与脉冲信号发生器，数字延时与脉冲信号发生器具有多个输出通道，通过延时控制器对输出的调制信号的触发时间、重复频率、持续时间以及信号幅值进行精确控制。
7.根据权利要求6所述的皮秒长脉冲串等幅放大装置，其特征在于，所述数字延时与脉冲信号发生器内置时钟系统，以时钟系统为基准，每个信号通道独立地对信号的触发时间、重复频率、持续时间以及信号幅值进行调节；
数字延时与脉冲信号发生器在调制脉冲泵浦延时过程中，使用的调制信号均为方波信号。
8.一种皮秒长脉冲串等幅放大方法，其特征在于，皮秒种子源产生具有高重复频率的皮秒种子脉冲序列，脉冲拾取器从皮秒种子源接收种子脉冲序列，延时控制器对脉冲拾取器施加调制信号，控制脉冲拾取器的触发时间、重复频率以及持续时间，由此从种子脉冲序列中分离出种子脉冲串；光学放大器接收脉冲拾取器中选定的种子脉冲串，延时控制器对放大级光泵浦脉冲驱动电路施加调制信号，控制放大级泵浦脉冲触发时间、持续时间和重复频率，通过调节种子脉冲串前沿与泵浦脉冲前沿的相对延迟时间，控制脉冲泵浦延时的宽度和重复频率，最终获得等幅度放大的脉冲串输出；
脉冲泵浦延时为种子脉冲串前沿与放大级泵浦脉冲前沿之间的相对延迟时间，脉冲泵浦延时是通过控制脉冲拾取器调制信号的触发时间与光学放大器脉冲泵浦调制信号的触发时间之间的时间间隔来实现的，在调制过程中，泵浦脉冲的持续时间大于或者等于种子脉冲串的持续时间，以确保种子脉冲串的全部子脉冲都能够实现放大。
9.根据权利要求8所述的皮秒长脉冲串等幅放大方法，其特征在于，设置脉冲泵浦延时的具体过程为：
（1）以数字延时与脉冲信号发生器内置时钟系统为基准，设置种子脉冲串的持续时间、重复频率和脉冲拾取器调制信号的触发时间，然后设置光学放大级泵浦脉冲的持续时间、重复频率和调制信号的触发时间，使用光电转换探头和示波器对放大后输出的脉冲串包络波形进行实时监测；
（2）调节脉冲拾取器调制信号的触发时间相对于光学放大级脉冲泵浦调制信号的触发时间之间的时间间隔；
当示波器中波形呈现为脉冲串放大幅度前沿至后沿持续降低导致的畸变包络波形，此时脉冲拾取器调制信号的触发时间太迟，即脉冲泵浦延时过长，需要缩短脉冲泵浦延时；当示波器中波形呈现为脉冲串放大幅度前沿至后沿持续升高的畸变包络波形，此时脉冲拾取器调制信号的触发时间太早，即脉冲泵浦延时过短，需要增长脉冲泵浦延时；
（3）通过逐步缩小脉冲泵浦延时的调节范围，使得输出脉冲串在示波器中呈现子脉冲强度起伏小且没有畸变的平顶包络波形，此时设置的脉冲泵浦延时就是最佳的脉冲泵浦延时。
10.根据权利要求9所述的皮秒长脉冲串等幅放大方法，其特征在于，步骤（3）中，调节脉冲泵浦延时过程中确保种子脉冲串后沿与放大级泵浦脉冲后沿保持同步，避免因放大级泵浦脉冲提前结束导致的脉冲串后沿子脉冲无法被全部放大，或者因种子脉冲串提前结束导致的后续的噪声脉冲包络被放大输出。
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