用于啁啾脉冲放大光谱整形的介质膜结构反射镜制造技术

本实用新型专利技术涉及一种啁啾脉冲放大光谱整形介质膜结构反射镜。该反射镜包括透明基板，高反射膜系，微浮雕结构，外层保护层；高反射膜系由多层介质膜交替构成，其高折射率膜层与低折射率膜层均与微浮雕结构紧密搭界；微浮雕结构可为多种性状：或微镜高透膜系结构，或空气介质结构，或玻璃浮雕结构，或其他透明介质如半导体结构。当平面波结构的高功率激光啁啾脉冲垂直入射到该反射镜上，光通过高反射膜系，微浮雕结构，剩余光全部透过透明基板到反射镜背后；反射光强分布则调制到所需光谱分布结构。本实用新型专利技术反射镜可插入到放大器链路的任何地方，其整形光谱色散分辨本领可达一埃，幅度调制在保证相位不变的条件下超过６０％，可用于拍瓦（ＰＷ）装置上。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种介质膜反射镜，特别涉及一种用于高功率激光啁啾脉冲放大进 行调制光谱整形的多层介质膜结构的新型反射镜。技术背景在ICF惯性约束核聚变研究中，其物理实验对高功率激光输出的脉冲参数要求非常 苛刻，而且在神光II千焦拍瓦高功率放大系统设计中，人们所关心的问题是调制相应 的脉冲时空特性和光谱特性，其中对啁啾脉冲进行调制光谱整形，目的主要是尽量消除啁啾脉冲放大中增益窄化效益和增益饱和效应的影响。如文献张彬，吕百达，"多级和多程脉冲激光放大器的逆问题"，《中国激光》，1997， 24(6)， 495-500;王韬，范滇元，"高功率激光放大器脉冲的整形设计"，《强激光与粒子数》， 1999， 11 (2)， 139-142;黄小军，魏晓峰，彭翰生等，"百太瓦级超短脉冲激光装置研 制"，2004，四川光电子学会议。同样由上述文献可知国际通用方法主要存在以下缺点1、在再生放大器中加入可 调谐空气隙标准具来调整光谱，但这种调整较复杂，而且在神光II千焦拍瓦高功率放 大系统中用光参量啁啾脉冲放大技术(0PCPA)替代了再生放大器，因而不适用。2、使 信号光源中心波长蓝移，相对于增益介质中心波长蓝移，并且使长波长方向有较长的脉 冲沿，直接调整光谱。但是这种方法对超过太瓦级的系统不实用。3、长波长注入法， 使增益窄化效益来补偿饱和效应的影响，但这种方法又影响到系统的稳定性。4、采用 可编程声光色散滤波器(A0PDF)，虽然能提供较大的增益补偿能力和较大的色散补偿范 围。如中国工程物理研究院在国内首次引进并成功用于星光百太瓦装置。如文献。但是A0PDF的色分辨率仅能用于钛宝石这样的宽带啁啾脉冲系统，对于钕玻璃 系统不适用。对钕玻璃等系统红外或近红外波长的作用效率较高的，目前较成熟的，就 只有多层介质薄膜。同时应用多层介质薄膜具有独特的优点如加工工艺相对成熟，有 较高反射调制度和有较高的能量损伤阈值。同时注意到在大能量高功率条件下，透射介质或投射式选择薄膜调制均不适用，如朱鹏飞，杨镜新，薛绍林，李美荣，林尊琪，"超短脉冲的光谱整形"，《中国激光》，30， 12， 2003,1075:1078文献所述。因此，设计一种 高功率啁啾脉冲放大光谱整形用的多层介质膜结构的新型反射镜，这正是本技术的 任务所在。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种用于高功率激光啁啾脉冲放大进行调制光谱整形 的多层介质膜结构的新型反射镜。该反射镜可以插入到放大器链路的任何地方，其整形 光谱色散分辨本领可以达一埃，幅度调制在保证相位不变的条件下超过60%，可用于拍瓦(PW)装置上；特别是能够克服国际通用方法要么是对超过太瓦的系统不实用、要么是对于钕玻璃系统等窄带系统不适用的调制反射光强结构的反射镜；本技术反射镜 不仅可用于惯性约束聚变(ICF)激光驱动器追求研制高功率固体激光器的光谱整形； 而且还可以用于一般的窄带光谱整形；光谱调制；以及反射光强结构调制。本技术 提供的多层介质膜结构反射镜实际上亦是一种微镜调制器。为实现本技术的目的，本技术釆用由以下措施构成的技术方案来完成-本技术用于高功率激光啁啾脉冲放大进行调制光谱整形的多层介质膜结构反 射镜，包括透明基板，设置在透明基板上的高反射膜系，微浮雕结构，外层保护层；高 反射膜系为由高折射率膜层与低折射率膜层相互交替组成的多层介质膜系，高反射膜系 的高折射率膜层与低折射率膜层均与微浮雕结构紧密搭界。本技术上述方案中，所述用于高功率啁啾脉冲放大光谱整形的介质膜结构反射 镜，其特征在于，所述的高折射率膜层与低折射率膜层的厚度均为^/4,或人/4奇数倍厚度，或折射率渐变膜层厚度。本技术上述方案中，所述用于高功率啁啾脉冲放大光谱整形的介质膜结构反射 镜，其特征在于，所述的微浮雕结构可以是三角形，或多边形，或棱角形，或方形，或 圆形等任意形状构成的多种形态结构的衍射元件。本技术上述方案中，所述用于高功率啁啾脉冲放大光谱整形介质膜结构反射 镜，其特征在于，所述的微浮雕结构材质可以是微镜高透射膜系介质，或空气介质，或 玻璃微浮雕介质，或其它透明介质如半导体介质。本技术上述方案中，所述用于高功率啁啾脉冲放大光谱整形的介质膜结构反射 镜，其特征在于，所述的微浮雕结构的微镜高透射膜系，可以有多种结构，其标准的多层介质膜按低折射率膜层与高折射率膜层的顺序周期交替组成。本技术上述方案中，所述用于高功率啁啾脉冲放大光谱整形的介质膜结构反射 镜，其特征在于，所述高反射膜系可以有多种结构，其标准的多层介质膜按高折射率膜 层与低折射率膜层的顺序周期交替组成。本技术上述方案中，所述用于高功率啁啾脉冲放大光谱整形的介质膜结构反射 镜，其特征在于，透明基板是对工作带宽的波长透明物质的膜层为依托基底，通常要求 光学平整度且折射率尽量接近空气，最常用的是K9光学玻璃或石英材料，也可由其他 材料替代，如对红外、近红外透明的半导体材料。本技术上述方案中，所述的反射镜可以是微镜介质膜结构反射镜的结构反射镜。本技术为保证微结构调制后反射光反射相位一致的问题，因此，其高反射膜系 的高折射率膜层与低折射率膜层均与微浮雕结构紧密搭界。由于电介质反射膜可以做到超过300ww大口径，并可以工作在超过l(X7/c7^高功率条件下，因此，该微镜调制器可以插入到放大器链路的任何地方，其色分辨本领可以达 一埃；幅度调制在保证相位不变的条件下超过60%。本技术不仅可以应用于ICF 激光驱动器追求研制高功率固体激光器的谱调整，而且还可以用于一般的窄带光谱调 制，以及反射光强调制。本技术还解决了纳米加工的困难。 本技术与现有技术相比具有如下有益的效果和优点1、 本技术采用现代薄膜设计技术设计制作的多层介质膜结构反射镜，解决了 长期悬而未决的国际通用方法要么是对超过太瓦的系统不实用、要么是对于钕玻璃系统 等窄带系统不适用的问题。2、 本技术设计制作的多层介质膜结构反射镜，还解决了声光可编程色散滤波 器AOPDF的色分辨率仅能用于钛宝石这样的宽带啁啾脉冲系统，对于钕玻璃系统不适用 的问题。3、 本技术设计制作的多层介质膜结构反射镜，还进一步解决了千焦拍瓦高功 率啁啾钕玻璃窄带脉冲放大链路光谱整形要求的谱调制介质膜结构设计问题。4、 本技术介质膜结构反射镜可釆用现代常规的技术加工，通用性强，成本低 廉，解决了国际通用方法中要么要求复杂的结构、要么要求比较昂贵的先进设备的问题。5、 本技术还解决了大口径反射光强的调制问题，由于电介质反射膜可以做到5大口径，因此，本技术多层介质膜结构反射镜可以插入到放大器链路的任何地方， 对不同口径的光束进行调制。6、 本技术还解决了工作在高功率条件下的调制问题，由于电介质反射膜可以 工作在高功率条件下，因此，本技术多层介质膜结构反射镜可以插入到放大器链路 的任何地方，对不同能量不同功率的光束进行调制。7、 本技术多层介质膜结构反射镜，不但解决了色分辨本领限制问题，使色分 辨本领可以达一埃，8、 本技术多层介质膜结构反射镜，幅度调制在保证相位不变的条件下可超过 60%。9、 本技术多层介质膜结构反射镜，不仅可以用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于啁啾脉冲放大光谱整形的介质膜结构反射镜，其特征在于，包括透明基板（１），高反射膜系（２），微浮雕结构（３），外层保护层（４），高反射膜系为高折射率膜层（５）与低折射率膜层（６）相互交替组成的多层介质膜系，高反射膜系的高折射率膜层与低折射率膜层均与微浮雕结构紧密搭界。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李铭，张彬，戴亚平，范正修，王韬，黄伟，
申请(专利权)人：四川大学，上海激光等离子体研究所，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]