[發明專利]一種消調制受激布里淵散射激光脈沖壓縮裝置

無效

• 申請號: 200910071550.1
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN101504505A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 呂志偉;郭琦;朱成禹
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 徐愛萍

技術領域

本發明涉及一種獲得無調制窄脈沖波形的裝置，具體涉及雙級受激布里淵散射(SBS)壓縮系統。

背景技術

目前，受激布里淵散射(Stimulated?Brillouin?Scattering)是獲得激光壓縮脈沖的一種重要手段，因具備頻移小、自抽運、相位共軛等特點，其在許多領域中都有著重要的應用潛力，如被壓縮的SBS激光具有上升沿時間短的特點，可以用于在光譜學中光泵研究介質材料的能級躍遷；輸出的SBS激光為相位共軛光，具有獨特的實時修復激光波面畸變的能力，可實時的修復光學元件和激光放大器的不均勻性、變形和熱畸變等造成的波面畸變，獲得近衍射限的均勻優質的放大光束輸出。

然而在實驗中人們發現：在利用SBS獲得窄脈寬Stokes光的同時，輸出脈沖尾部經常會伴有強烈的調制現象，在波形上呈現出隨機的多個子峰結構。目前對調制現象的產生機理解釋為：在SBS閾值處，Stokes散射光功率迅速上升，并超過抽運光功率，此時增益開始下降；增益的下降導致Stokes散射光功率的下降，此時抽運光的能量又開始增加，并導致增益的增加；增益的增加有導致Stokes散射光功率的提高，這樣抽運光和Stokes散射光之間能量交換過程中形成的弛豫震蕩。調制現象的出現會導致SBS系統波形質量變差，系統可靠性、穩定性降低，使其實際應用受到限制。雖然國際上對SBS脈沖壓縮的研究有很多，但主要側重于增大壓縮比或提高重復頻率等方面，對波形調制現象雖有文獻報道，但并未給予很好的解決。因此，探索高質量輸出脈沖波形的方法具有重要意義。

發明內容

本發明為了克服現有技術中SBS脈沖壓縮系統輸出波形質量差、不穩定并伴有調制現象的缺陷，而提供一種消調制受激布里淵散射激光脈沖壓縮裝置。

本發明包括激光源1、第一1/2波片2、第一偏振片P1、第一1/4波片4、第一級壓縮系統5、全反鏡R、第二1/2波片7、第二偏振片P2、第二1/4波片9和第二級壓縮系統10；激光源1輸出端輸出Pump激光脈沖到第一1/2波片2的輸入端，第一1/2波片2的輸出端輸出的激光到第一偏振片P1輸入端，第一偏振片P1輸入輸出端輸出透射p態線偏振光到第一1/4波片4的第一輸入輸出端，第一1/4波片4的第二輸入輸出端輸出圓偏振光到第一級壓縮系統5的輸入輸出端，第一級壓縮系統5的輸入輸出端輸出返回的散射的圓偏振光到第一1/4波片4的第二輸入輸出端，第一1/4波片4的第一輸入輸出端輸出返回的s態線偏振光到第一偏振片P1的輸入輸出端；第一偏振片P1輸出端輸出的反射激光經全反鏡R反射到第二1/2波片7的輸入端，其中第二1/2波片7、第二偏振片P2、第二1/4波片9和第二級壓縮系統10的光路與第一1/2波片2、第一偏振片P1、第一1/4波片4和第一級壓縮系統5的光路連接相同，第二偏振片P2的輸出端為脈沖光輸出端。

本發明是采用雙級SBS壓縮獲得無調制窄脈沖波形的裝置，使第一級與第二級相互配合，利用第二級消除調制，獲得高波形質量窄脈沖。它所采用的技術方案是：因SBS輸出波形是由抽運光與Stokes光之間非線性耦合強度的動態變化過程決定的，因此以“兩次壓縮，子峰能量主峰提取”為控制手段，對Stokes光尾部的調制進行抑制，使最終輸出光呈現出無調制的窄脈沖波形。

本發明具有以下優點：1、保證了脈寬壓縮比，在雙級SBS系統中脈沖經過兩次壓縮，輸出脈沖的脈寬可以達到很窄。2、改善了輸出脈沖的波形質量，根據SBS脈沖壓縮中抽運光與Stokes光之間非線性耦合強度的動態變化過程，設計的雙級SBS脈沖壓縮系統能有效抑制輸出脈沖調制現象，改善波形質量。3、充分利用能量，本發明抑制調制的原理在于第二次壓縮時使種子光充分抽取尾部子峰能量，而不是抑制尾部子峰的作用，這樣尾部子峰能量也能得到利用，減少了能量的損失。

附圖說明

圖1是本發明裝置的結構示意圖；圖2是單池型壓縮系統的結構示意圖；圖3是雙池型壓縮系統的結構示意圖；圖4是本發明的第一級壓縮系統為單池型壓縮系統的光路示意圖；圖5是本發明的第一級壓縮系統為雙池型壓縮系統的光路示意圖；圖6是本發明的抽運光波形圖；圖7是本發明的第一級輸出光波形圖；圖8是本發明的第二級輸出光波形圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1、圖4和圖5說明本實施方式，本實施方式由激光源1、第一1/2波片2、第一偏振片P1、第一1/4波片4、第一級壓縮系統5、全反鏡R、第二1/2波片7、第二偏振片P2、第二1/4波片9和第二級壓縮系統10組成；