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申请/专利权人：北京大学;北京卓镭激光技术有限公司

摘要：本发明公开了一种具有交互功能的大型激光系统及其交互方法。本发明在放大器与压缩器之间置入光开关和扩束装置，在放大器系统的第一放大器组与第二放大器组之间设置衰减器和隔离器，使得激光具有多个低能输出用于用户准备工作；激光区与应用区之间有交互功能，仅应用区提出使用激光申请时，激光区才将光开关的使用权限开放给应用区，这样极大提高了激光应用的安全，避免应用区对光开关误操作，导致光进入应用区造成安全问题；通过第二光开关闭合，将光束截断，使得在脉冲参数诊断或焦点焦斑借助于相机的诊断时保障位于应用区的用户的安全；针对不同能量输出，避免将高能量光传输到应用区，保障人源和设备的安全。

主权项：1.一种具有交互功能的大型激光系统，其特征在于，所述大型激光系统包括：振荡器、展宽器、放大器系统、光开关、扩束装置和压缩器；其中，振荡器产生超短脉冲作为种子源，经过展宽器对脉冲进行时间展宽后获得长脉冲，利用放大器系统对已经展宽的长脉冲进行能量放大获得高能量的激光脉冲，高能量的激光脉冲通过压缩器将脉冲的时间尺度压缩到种子源的脉宽量级，获得高峰值功率的强场激光脉冲，传输到应用端使用；光开关和扩束装置位于放大器与压缩器之间，放大器系统输出的激光脉冲经过扩束装置扩束后，光斑尺寸被扩大；在扩束装置之前放置第一光开关，在扩束装置之后放置第二光开关；放大器系统包括第一放大器组、衰减器、隔离器和第二放大器组；衰减器和隔离器位于第一放大器组与第二放大器组之间；隔离器包括第一格兰棱镜、普克尔盒和第二格兰棱镜；第一和第二格兰棱镜对水平偏振激光透过，对垂直偏振激光反射；普克尔盒位于第一和第二格兰棱镜之间；衰减器采用衰减片以及第一半波片并结合隔离器的第一格兰棱镜起到对激光能量衰减作用，或者采用第一和第二半波片并结合隔离器的第一和第二格兰棱镜起到对激光能量衰减作用，在第一格兰棱镜之前放入第一半波片，第一半波片能够根据需要移入或移出光路，旋转第一半波片调整第一格兰棱镜之后的光的强弱，在第二格兰棱镜与普克尔盒之间放置第二半波片或者衰减片；第一光开关控制第二放大器组输出一个脉冲，第一光开关包括一个快速移动的活塞装置和第一挡光元件，在活塞装置的前端设置第一挡光元件，活塞装置连接至控制器，通过控制器控制活塞装置将第一挡光元件快速置入或移出光路，活塞装置移动一次的时间小于第二放大器输出相邻脉冲的时间间隔；第二光开关包括第二挡光元件和一个可伸缩装置或者移动装置，在可伸缩装置或者移动装置的前端设置第二挡光元件，可伸缩装置或者移动装置连接至控制器，通过控制器控制可伸缩装置将第二挡光元件置入或移出光路，对可伸缩装置的速度没有要求，第一或第二光开关闭合表明挡光元件从光路之外移动到光路中，将光束截断；大型激光系统所在的区域为激光区，应用端所在的区域为应用区，工作人员位于激光区，用户位于应用区；针对应用端不同的需求，大型激光系统输出相应不同能量的激光传输到应用端，激光按照能量不同分为三种：高能激光、中能激光和低能激光；高能激光直接用于激光与物质相互作用；中能激光用于在应用端的激光能量、脉冲宽度或对比度的脉冲参数诊断；低能激光用于借助于相机的诊断；光开关的模式包括调试模式和单发模式；应用区在进行准备工作时，即应用区需要中能激光和低能激光时，此时需要对第二光开关进行操作，此时光开关的模式为调试模式；当应用区要用高能激光与物质相互作用时，此时需要控制一个脉冲传输到应用区，此时需要对第一和第二光开关进行联动控制，此时光开关的模式为单发模式；光开关的两种模式：调试模式：第一光开关在光路之外，此时第一光开关不受控；第二光开关能够根据需要置入光路或者移出光路；单发模式：第二光开关置入光路，当用户需要一个脉冲传输到应用区，通过控制器给第一光开关发出信号，第一光开关先置入光路，然后第二光开关移出光路，用户通过控制器发送高能激光需求信号给第一光开关，此时第一光开关快速移出光路再回到光路中；第一光开关回到光路中后，第二光开关再回到光路中，之后第一光开关移出光路；第一光开关从光路中移出再回来的时间小于第二放大器输出相邻脉冲时间间隔。

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