專利名稱：高精度同步控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬光電子控制器，是飛秒激光脈沖放大器泵浦光脈沖與被放大飛秒脈沖的同步控制器。
染料常被用作超短脈沖放大的增益介質(zhì)。為獲得盡可能高而穩(wěn)定的增益，必須保證泵浦光脈沖與被放大脈沖在染料放大器中的同步。T.L.Gustifson等人在1982年9月的Opt.Comm.Vol.43，No.2第141頁介紹了一種超短脈沖放大的同步方法。其同步控制方式為在被放大脈沖激光腔和泵浦激光腔內(nèi)分別置入一個腔倒空開關(guān)。開啟被放大脈沖激光腔內(nèi)倒空開關(guān)的驅(qū)動器為主驅(qū)動器，而另一個開關(guān)的驅(qū)動器為從驅(qū)動器。主驅(qū)動器在開啟其倒空開關(guān)的同時，發(fā)出信號給一個脈沖發(fā)生器，由它產(chǎn)生脈沖信號觸發(fā)從驅(qū)動器，開啟泵浦激光器內(nèi)的腔倒空開關(guān)，這樣就實現(xiàn)了兩個倒空輸出脈沖在染料放大器中的同步。該同步方式的缺點是由于采用了一個信號發(fā)生器、兩個腔倒空開關(guān)和兩個驅(qū)動器，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。此外，由于被放大脈沖激光腔內(nèi)插入腔倒空開關(guān)，增加了腔內(nèi)的損耗。
本發(fā)明的目的是用一個簡單的光電“與”門電路和一個腔倒空開關(guān)實現(xiàn)被放大飛秒脈沖與泵浦光脈沖在染料放大器中的同步。


圖1是飛秒脈沖放大器示意圖。
圖中1是飛秒脈沖激光器，20是染料盒，腔鏡12、NdYAG激光棒13、偏振反射器15、調(diào)Q晶體16、腔鏡18構(gòu)成泵浦光激光器，或稱調(diào)QNdYAG激光器。本發(fā)明的高精度同步控制器由置于泵浦激光腔內(nèi)的腔倒空開關(guān)14、該開關(guān)的驅(qū)動器11和一個光電“與”門組成。所說的光電“與”門包括由光電管2、延時線3、輸入耦合電阻4和二極管8組成的輸入回路程;輸出耦合電阻7、二極管9和電容10組成的輸出回路，與驅(qū)動器11相接;由高速PIN管6、電容5和電阻7構(gòu)成觸發(fā)電路，PIN管的光電陰極正對泵浦光激光器輸出腔鏡12，PIN管正極接電源正極，負(fù)極接二極管8、二極管9和電阻7的節(jié)點，并經(jīng)電阻7接地，電容5與PIN管和電阻7并聯(lián)。
為了便于調(diào)節(jié)PIN管接收泵浦激光的強度，最好在腔鏡12與PIN管之間加一塊毛玻璃17。
本發(fā)明的工作過程是這樣的飛秒脈沖激光器1輸出的飛秒脈沖序列分光并經(jīng)光電管2接收后轉(zhuǎn)換成電脈沖序列，經(jīng)延時線3和輸入耦合電阻4輸入到二極管8。當(dāng)高速PIN管6沒有接收到光脈沖時，B點(電阻7和PIN管6與二極管8和二極管9的節(jié)點)的電位為零，A端的電脈沖不能經(jīng)B點由C端輸出，光電“與”門為關(guān)閉狀態(tài)。調(diào)QNdYAG激光器工作，產(chǎn)生調(diào)Q脈沖由腔鏡12輸出，該光脈沖被高速PIN管接收后產(chǎn)生光電流，B點呈現(xiàn)高電位，二極管8導(dǎo)通，A端的電脈沖即通過二極管8和二極管9、電容10后加到驅(qū)動器11，開啟倒空開關(guān)14，改變調(diào)QNdYAG激光腔內(nèi)光脈沖的偏振(由垂直偏振變成水平偏振)，從偏振反射器15透射輸出調(diào)Q泵浦光脈沖(稱為倒空脈沖)。為了改變PIN管6的接收強度，在腔鏡12和PIN管6之間加入一塊毛玻璃17，適當(dāng)選擇17在6與12之間的位置，就可改變PIN管6的接收強度，從而在調(diào)Q脈沖峰值附近脈沖平滑部分觸發(fā)光電“與”門，開啟倒空開關(guān)14，獲得穩(wěn)定的倒空脈沖輸出。不難選擇本發(fā)明采用的電路元件，并調(diào)節(jié)延時線3，就可實現(xiàn)倒空脈沖與被放大脈沖的高精度同步。
實施例當(dāng)我們選擇電阻4為560歐，電容5為1微法、電容10為43微微法，電阻7為1千歐，PIN管的響應(yīng)時間小于800微微秒，二極管8和9的響應(yīng)時間小于1毫微秒，并用于圖1所示的飛秒脈沖激光放大器，獲得同步精度為1納秒，染料激光的104單程增益。
本發(fā)明的優(yōu)點是同步精度高，結(jié)構(gòu)簡單，主激光腔內(nèi)損耗小，工作穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種用于飛秒激光脈沖放大器中泵浦激光脈沖和被放大飛秒激光脈沖的高精度同步控制器，置于泵浦激光腔內(nèi)的腔倒空開關(guān)14和驅(qū)動器11，其特征在于還有一個光電“與”門，該光電“與”門包括1>輸入回路，由光電管2、延時線3、輸入耦合電阻4和二極管8組成；2>輸出回路，由輸出耦合電阻7、二極管9和電容10組成，并與驅(qū)動器11相接；3>觸發(fā)電路，包括高速PIN管6、電容5和電阻7，PIN管的光電陰極正對泵浦激光腔鏡12，PIN管正極接電源正極，負(fù)極接二極管8、二極管9和電阻7的節(jié)點，并經(jīng)電阻7接地，電容5與PIN管和電阻7并聯(lián)。
2.按照權(quán)利要求1的高精度同步控制器，其特征是在泵浦激光腔鏡12與PIN管6之間有一塊毛玻璃17。
全文摘要
用于飛秒激光脈沖放大器中泵浦激光脈沖和被放大飛秒激光脈沖的高精度同步控制器，由置于泵浦激光腔內(nèi)的倒空開關(guān)及其驅(qū)動器和一個光電“與”門組成。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，同步精度達1納秒。
文檔編號H01S3/11GK1073052SQ9110755
公開日1993年6月9日 申請日期1991年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月7日
發(fā)明者沈晉匯, 肖綱要, 何慧娟, 劉玉璞, 張影華, 陸培華 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所