《電子技術(shù)應(yīng)用》
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角多路技術(shù)在準(zhǔn)分子激光放大器中的應(yīng)用
摘要: 對于大型準(zhǔn)分子激光系統(tǒng),要編碼的脈沖數(shù)量在幾十路以上,,為了達(dá)到提取放大器能量并實現(xiàn)合束,,使用了角多路編碼技術(shù),。
Abstract:
Key words :

  對于準(zhǔn)分子激光放大器,由于激活介質(zhì)的上能態(tài)儲能時間很短,,必須連續(xù)補(bǔ)充瞬態(tài)儲能(Em)才能獲得高能輸出,,即E=EmT/t,其中T是增益時間,,t是增益恢復(fù)時間,。對于電子束泵浦的準(zhǔn)分子激光放大器,增益時間可以長達(dá)200ns,,T/t≈100,,這意味著對于單個要放大的短脈沖,只能提取出很小一部分能量,。為了持續(xù)提取出放大器中的儲能,,通常使用光學(xué)多路編碼技術(shù) 。

  光學(xué)多路編碼技術(shù)使用脈沖串來提取放大器中的能量,,并使得每個脈沖通過放大器時都工作在最佳狀態(tài),。要放大的短脈沖通過分束得到多個脈沖,再通過適當(dāng)?shù)木幋a器得到一個脈沖串,,脈沖之間的間隔一般與放大器增益恢復(fù)時間相同,。短脈沖信號放大之后,經(jīng)過與編碼器相反的解碼器,,將脈沖串再合成為一個單獨(dú)的短脈沖,,如圖1(a)所示。對于在ns量級以上的短脈沖信號,,脈沖之間重合精度可以控制在幾十ps,,即各路之間的光程差在cm量級。對于快點(diǎn)火過程要求使用的超短脈沖或者激波點(diǎn)火要求的整形脈沖中有特別的尖峰結(jié)構(gòu),,就必須使用特殊的光路形式,,如賽格納克干涉儀結(jié)構(gòu),結(jié)合幾何分光,、物理分光和偏振分光,,能夠?qū)崿F(xiàn)相干合束,如圖1(c)所示 ,。

光學(xué)多路編碼與解碼示意圖

圖1 光學(xué)多路編碼與解碼示意圖

  對于大型準(zhǔn)分子激光系統(tǒng),,要編碼的脈沖數(shù)量在幾十路以上,為了達(dá)到提取放大器能量并實現(xiàn)合束,,使用了角多路編碼技術(shù),,基本原理如圖2所示,。這種編碼技術(shù)是在多路編碼技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步將各個脈沖在空間上以不同的角度分開。一般情況下,,編碼和解碼過程分別進(jìn)行,,需要大量的分束片和反射鏡,激光傳輸?shù)木嚯x很長,,冗長的光路對于系統(tǒng)的規(guī)??刂坪头€(wěn)定運(yùn)行都非常不利。

光學(xué)角多路編碼技術(shù)原理圖

圖2 光學(xué)角多路編碼技術(shù)原理圖

  由于經(jīng)過放大器后,,各路激光能量都很高,,解碼光路無法用介質(zhì)波導(dǎo)等傳輸信號的光學(xué)元件來代替,所以首先可以考慮簡化編碼光路的結(jié)構(gòu),。從理論上來講,,編碼過程可以有多種選擇方式,如利用光纖來實現(xiàn)分束和必要的時間延遲,,但是對于高功率準(zhǔn)分子激光系統(tǒng),,激光波長都在深紫外波段,在這個波段的光纖還不能完全滿足實用要求,。另外,,為了減少編碼的空間光路長度,可以使用多臺激光振蕩源,,不同振蕩源之間按照固定的延遲同步動作,,即利用電學(xué)延遲來部分實現(xiàn)角多路編碼的功能,這在編碼路數(shù)很多還要保持系統(tǒng)規(guī)模較小的情況下,,是一種可以考慮的技術(shù)方案,。

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