光谱宽度实时连续调控装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于数字脉冲整形技术的光谱宽度实时连续调控装置，包括激光脉冲整形单元、微波调制电压输出单元以及相位调制单元。通过特异性相位调制的数学解析，在纳秒级的激光脉冲时间尺度内，利用任意波形发生器(AWG)进行数字脉冲整形得到相应的电信号，放大输出后加载到相位调制器上实现对种子光的相位调制制，并在调制时间内获得不同时间区间的调制参数输出。由于不同时间点处的调制度不同，信号光通过相位调制的光谱有很大差异，可实现不同时刻的光谱宽度的变化调控。这种调制方式可以完成光谱宽度的连续实时的调控，在高功率激光驱动器的激光参数控制中实现动态的光谱色散匀滑效果有着重要应用。光谱色散匀滑效果有着重要应用。光谱色散匀滑效果有着重要应用。

【技术实现步骤摘要】
光谱宽度实时连续调控装置


[0001]本专利技术涉及高功率激光驱动器领域，特别是应用在激光光束参数调控中，拓宽光谱色散匀滑(SSD)的应用，动态改变焦斑匀滑效果的方案。

技术介绍

[0002]惯性约束聚变(ICF)是通过激光均匀辐照来实现。光谱色散匀滑(SSD)作为一种改变焦斑匀滑效果的方案，可以在高功率激光驱动器中的单路激光进行光束整形，提高激光辐照的均匀性。光谱色散匀滑一般使用常规周期性正弦相位调制，它能够改善时域平滑性能、实现光谱宽度展宽。但是时域平滑性能还有很多大的提升空间，不能实现连续的光谱宽度的动态控制，无法实现提升高功率激光的动态调控能力。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种光谱宽度实时连续调控的装置，利用非正弦可调幅的特异性的相位调制与一般正弦调制相结合的形式，来改善时域平滑性能、实现光谱宽度的动态控制，进而提升高功率激光的动态调控能力。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种光谱宽度实时连续调控装置，其特点在于：包括光脉冲整形单元、微波调制电压输出单元和相位调制单元；所述的微波调制电压输出单元将脉冲整形电压加载至所述的光脉冲整形单元上，所述光脉冲整形单元将产生的连续光整形成相位调制所需的脉冲光，并传输至所述的相位调制单元；所述的微波调制电压输出单元将相位调制电压加载至所述的相位调制单元(Ⅲ)上，所述相位调制单元(Ⅲ)对输入的脉冲光进行相位调制，改变光谱后输出。所述的光脉冲整形单元(Ⅰ)为光纤激光器(1)和偏置调制器(2)，所述的微波调制电压输出单元(Ⅱ)为具有第一输出通道(ch1)和第二输出通道(ch2)的任意波形发生器(3)以及第一电放大器(4)和第二电放大器(5)，所述的相位调制单元(Ⅲ)为铌酸锂相位调制器(6)；所述光纤激光器(1)输出的连续光进入偏置调制器(2)，所述的任意波形发生器(3)产生的脉冲整形电压由第一输出通道(ch1)输出经过第一电放大器(4)后接入偏置调制器(2)，经该偏置调制器(2)对连续光进行脉冲整形，经单模光纤(7)传输至铌酸锂相位调制器(6)，所述的任意波形发生器(3)产生的相位调制电压由第二输出通道(ch2)输出经过第二电放大器(5)后接入铌酸锂相位调制器(6)，经该铌酸锂相位调制器(6)对脉冲光进行相位调制，并且改变AWG两个输出通道的时间差，实现光谱宽度的变化调控。所述的第二输出通道(ch2)，根据所需的最终相位变化函数，对最终相位变化函数进行数学解析，得到特异性相位调制函数电压。所述的特异性相位调制函数电压的调制深度是时变函数。
所述的第二输出通道输出的相位调制电压是特异性相位调制函数电压与正弦相位调制电压之和。
[0010]相比现有技术，本专利技术的优势在于：利用特殊的相位调制电压输出，通过改变任意波形发生器两个输出通道的时间差，就可以完成光谱宽度的连续实时的调控，在高功率激光驱动器的激光参数控制中实现动态的光谱色散匀滑效果有着重要应用。
附图说明
[0011]图1为本专利技术光谱宽度实时连续调控装置实施例1的示意图。
[0012]图1中，光脉冲整形单元Ⅰ、微波调制电压输出单元Ⅱ、相位调制单元Ⅲ，1为光纤激光器，2为偏置调制器，3为任意波形发生器，4为第一电放大器，5为第二电放大器，6为铌酸锂相位调制器，7为单模光纤。
[0013]图2为非正弦可调幅的特异性相位调制电压设计的图示。
[0014]图3为实施例2中的初始相位变化函数的图示。
[0015]图4为实施例3中的初始相位变化函数的图示。
[0016]图5为实施例2中的调制深度为时变函数的调制函数f1(t)与一般调制函数δsin(ω
M
t)的图示。
[0017]图6为实施例3中的调制深度为时变函数的调制函数f2(t)与一般调制函数δsin(ω
M
t)的图示。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的阐述，但不应以此限制本专利技术的保护范围。实施例1
[0019]请参阅图1，图1为本专利技术光谱宽度实时连续调控装置实施例1的示意图，如图所示，一种光谱宽度实时连续调控装置由光脉冲整形单元Ⅰ、微波调制电压输出单元Ⅱ以及相位调制单元Ⅲ等三个单元组成。本实施例中光脉冲整形单元Ⅰ是由光纤激光器1以及偏置调制器2组成，微波调制电压输出单元Ⅱ是由任意波形发生器3、第一电放大器4以及第二电放大器5组成，相位调制单元Ⅲ为铌酸锂相位调制器6，以及单模光纤7。
[0020]通过任意波形发生器3产生的一个脉冲电信号E
pulse
(t)由ch1通道进入第一电放大器4，加载至偏置调制器2上，使得光纤激光器输出的连续激光变为脉宽可控的脉冲光，通过光纤7接入铌酸锂相位调制器6。如图2所示，设计调制深度是一个时变函数的非正弦可调幅的特异性相位调制电压，根据实验需要原始的相位变化然后对进行积分得到其基本调制函数形式E
f
(t)＝δ(t)sin(ω
M
t)。最终的调制电压是上述的特异性相位调制电压加上一个一般的正弦相位调制电压，即E
F
(t)＝E
f
(t)+δ
M
sin(ω
M
t)。任意波形发生器3的ch2通道输出调制电压E
F
(t)，经过第二电放大器5接入铌酸锂相位调制器6，对偏置调制器2输出的脉冲信号光进行调制。改变任意波形发生器3的ch1和ch2两个通道的时间差，对刚刚产生的脉冲光进行光谱宽度实时连续调控，最后通过光谱仪进行实时的测量。实施例2
[0021]通过任意波形发生器3产生的一个脉冲电信号E
pulse
(t)由ch1通道进入第一电放大器4，加载至偏置调制器2上，使得光纤激光器输出的连续激光变为脉宽可控的脉冲光，通过光纤7接入铌酸锂相位调制器6。目标原始相位变化函数如图3所示，为此时该函数是一个随时间振幅递增的一个正弦函数，如图2所示处理可以得到一个时变函数的非正弦可调幅的特异性相位调制电压如图5红色实线所示。最终的调制电压是上述的特异性相位调制电压加上一个一般的正弦相位调制电压，即一般相位调制函数如图5蓝色虚线所示。任意波形发生器3的ch2通道输出调制电压经过第二电放大器5接入铌酸锂相位调制器6，对偏置调制器2输出的脉冲信号光进行调制。改变任意波形发生器3的ch1和ch2两个通道的时间差，对刚刚产生的脉冲光进行光谱宽度实时连续调控，最后通过光谱仪进行实时的测量。
[0022]实施例3
[0023]通过任意波形发生器3产生的一个脉冲电信号E
pulse
(t)由ch1通道进入第一电放大器4，加载至偏置调制器2上，使得光纤激光器输出的连续激光变为脉宽可控的脉冲光，通过光纤7接入铌酸锂相位调制器6。目标原始相位变化函数如图4所示，为此时该函数是一个随时间振幅递减的一个正弦函数，如图2所示处理可以得到一个时变函数的非正弦可调幅的特异性相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光谱宽度实时连续调控装置，其特征在于：包括光脉冲整形单元(Ⅰ)、微波调制电压输出单元(Ⅱ)和相位调制单元(Ⅲ)；所述的微波调制电压输出单元(Ⅱ)将脉冲整形电压加载至所述的光脉冲整形单元(Ⅰ)上，所述光脉冲整形单元(Ⅰ)将产生的连续光整形成相位调制所需的脉冲光，并传输至所述的相位调制单元(Ⅲ)；所述的微波调制电压输出单元(Ⅱ)将相位调制电压加载至所述的相位调制单元(Ⅲ)上，所述相位调制单元(Ⅲ)对输入的脉冲光进行相位调制，改变光谱后输出。2.根据权利要求1所述的光谱宽度实时连续调控装置，其特征在于：所述的光脉冲整形单元(Ⅰ)为光纤激光器(1)和偏置调制器(2)，所述的微波调制电压输出单元(Ⅱ)为具有第一输出通道(ch1)和第二输出通道(ch2)的任意波形发生器(3)以及第一电放大器(4)和第二电放大器(5)，所述的相位调制单元(Ⅲ)为铌酸锂相位调制器(6)；所述光纤激光器(1)输出的连续光进入偏置调制器(2)，所述的任意波形发生器(3)产生的脉冲整...

【专利技术属性】
技术研发人员：周申蕾，龚雨枫，汪小超，徐守英，唐阳慧，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：