上海光机所提出的“分步压缩器”新方案 简化装置 降低100PW实现难度

由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅。光栅是结合数码科技与传统印刷的技术，能在特制的胶片上显现不同的特殊效果。在平面上展示栩栩如生的立体世界，电影般的流畅动画片段，匪夷所思的幻变效果。

日前，上海光机所提出了一种类似啁啾脉冲放大技术的“分步压缩器(MPC)”的新设计。新设计采用当前可获得最大尺寸光栅，理论上MPC新设计可实现单束100 PW激光压缩输出，突破了压缩光栅对峰值功率提升的阶段限制。新设计简化了装置，可节省12块米级光栅等大量大口径昂贵元件，最重要的是大大降低了100PW实现难度。MPC设计不仅可以用于在建的SEL-100PW超 强激光科学装置，还可用于已有拍瓦激光系统，乃至未来的数百拍瓦及艾瓦激光系统。

啁啾放大技术的原理是放大前分散激光种子脉冲的能量，放大后再集中。“啁啾脉冲放大”技术被用作激光放大。激光物质有一个临界功率，在很长时间内一直是激光放大的极限。啁啾放大技术的原理是放大前分散激光种子脉冲的能量，放大后再集中。此技术使激光功率提高了1000倍到TW级，并得以从此稳步提高。在光纤通信中通常有线性啁啾和非线性啁啾两种，前者是由于光纤二阶色散(GVD)引起，后者由于脉冲本身的相位调制作用(SPM)即可引入。

压缩器是一种随着输入信号电平增大而本身增益减少的放大器，实质上改变的就是输入与输出信号的比例。压缩器是两种最常见的用于处理音频信号动态范围的设备之一，另一种是限制器。广播电台中一种普遍的用法是将压缩器安装在调音台与发射机之间，通过对信号进行压缩以满足无线广播发射机对节日声爵动态范围的要求。除此之外，压缩器也经常应用于音频节日制作的过程中。

压缩器的主要功能是衰减强度超过了给定门限的强信号，减小了信号的动态范同;而扩展器则是衰减强度小于给定门限的弱信号，增加了信号的动态范围。显然这里压缩、扩展是对应信号的动态范围改变而言的，因此它们有时被称为“动态范围处理器”。

从本质上讲，压缩器是一种自动音量控制设备，能够减小声音的动态范围。在现有的录音棚中，压缩器几乎是必要没备。压缩器的面板上有几个重要的控制参数，其中之一是阀值。简单地说，阀值是允许用户自由指定的一个临界电平值，当输入电平高于这个值的时候，压缩器才开始工作。如果输入信号的电平低于阀值，那么压缩器就会自动停止。因此，这里传达出的一个重要信息就是压缩器并不是一直都处于工作状态的(特殊情况除外)。如果输入信号电平过低，将永远不会达到压缩阈值;如果输入信号电平过高，压缩器将严重制约信号的动态范围，影响声音在动态上的表现。压缩比决定压缩器的压缩强度，换句话说它代表的是压缩器将压低多少超过阀值的音频信号。例如，5：1的压缩比意味着，如果输人信号在当前的基础上增加到10倍.那么输出信号的电平相应地只增加到两倍。

另外两个重要的参数分别是建立时问和释放时问。建立时间指的是，当输人信号超过阈值后压缩器由启动到正常压缩状态所用的时间;释放时间指的是，当输人信号下降到阈值之下后压缩器由压缩状态恢复到不工作状态所需要的时间。释放时间是一个至关重要的参数，因为如果将释放时间设置得过大，就会产生泵音效应，尤其当前一个音较响而后一个音较弱时，这种现象尤为明显。

压缩器中有4个重要的概念，分别是阈值、压缩比、启动时间和释放时间，下面分别进行介绍。

阈值：决定了信号被不被压缩器所处理。在压缩器中，如果声音信号的大小(声音电平)超过了设定的阈值，则会被压缩器处理。

压缩比：形容输入信号和输出信号之间的比例大小。如果输入信号与输出信号大小相同，也就是输入输出信号比例是1：1，那么声音经过压缩器之后并不会被处理;如果压缩比为2：1，则声音信号大于一20dB，压缩器就会按这个压缩比对声音信号进行“压缩”;如果输入的信号为0dB，那么经过压缩后输出信号为-10dB，也就是变成了原来信号大小的一半。

启动时间：决定了当电平峰值超过阈值多长时间后开始进行压缩。如果启动时间设置得很短，甚至为0，那么一旦电平超过了阈值，压缩器就会开始工作。这样，可能会引起声音忽大忽小的情况发生。因此适当地设置启动时间是很重要的，使启动时间大于那些偶尔超过阈值的电平的时间即可避免这种情况的发生。

释放时间：决定了当电平峰值低于阈值多长时间后停止压缩工作。如果释放时间过短，当电平峰值低于阈值时，压缩器就会立刻停止压缩。这也可能会让声音出现杂音，所以适当地调节释放时间也是很重要的。

新闻来源：中国科学院上海光学精密机械研究所

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