[實用新型]一種激光脈沖展寬系統

有效

• 申請號: 201821430606.9
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN208723298U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 程鵬;郭亮;趙冰;孫萬臣;蘇巖;孫成斌;孫毅;李奉學;劉中鵬
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S5/00;G02B27/10
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 邵銘康;朱世林

一種激光脈沖展寬系統屬激光燃燒診斷技術領域，本實用新型中激光環腔1和激光環腔2的45度分束鏡Ⅰ和45度分束鏡Ⅱ共有，激光器系統、45度分束鏡Ⅱ和45度分束鏡Ⅰ自前至后排列，且激光器系統的激光出口、45度分束鏡Ⅱ和45度分束鏡Ⅰ的中心在一條前后直線上；激光器系統的激光出口、激光環腔1中45度反射鏡Ⅰ、45度反射鏡Ⅱ、45度分束鏡Ⅰ和45度分束鏡Ⅱ、激光環腔2中45度反射鏡Ⅲ和45度反射鏡Ⅳ的中心在同一水平面內；本實用新型能將原高能脈沖激光轉變為低峰值功率和寬FWHM的高能脈沖激光，降低了激光脈沖展寬系統中準直激光光路工作的難度，且激光在激發區內的空間分辨率和激光能量利用率得到提高。

技術領域

本實用新型屬激光燃燒診斷技術領域，具體涉及一種激光脈沖展寬系統。

背景技術

通過激光自發拉曼散射光譜測量技術，可以實現復雜燃燒場環境下的主要組分(氮氣、氧氣、二氧化碳、碳氫燃料、氫氣、一氧化碳等)、組分濃度(摩爾分數)和區域溫度的檢測，并具有測量的非接觸性、多物種測量同步性、定量性及時間(納秒級)和空間(毫米級)的分辨能力，目前已經廣泛應用于如發動機燃燒室內或某封閉的或大氣環境下的各種燃燒體系中。由于氣態物種的分子數密度較液態和固態物質的小的多，一般選用高能脈沖激光器出射的激光作為激發光源。可是，這種激光器的激光一般具有高的峰值功率(大于0.4GW(吉瓦))，用它去激發氣體時會造成氣體裂解、點燃可燃氣體和損毀密封用是石英窗口，而嚴重影響或不能完成氣體拉曼光譜測量，所以需采用激光外整形光路將峰值功率降到小于0.02GW才能進行正常實驗。

目前一般采用激光脈沖展寬器來實現降低激光峰值功率的目的，在激光脈沖展寬器中需要至少十幾片分束鏡、反射鏡和聚焦鏡等鏡子來實現，通常需要通過手工調整鏡架的上下、左右、前后和俯仰位置，以保證整體激光光路的準直。但由于更多的鏡子需要這些操作，會大大增加了工作難度，既費時又難于達到最佳的各段激光束間的準直效果，最終造成展寬后的激光束在激發區內得不到最佳的空間分辨能力和脈沖激光能量集中的效果。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種激光脈沖展寬系統，首先讓激光器系統出射實驗用的高能量脈沖激光通過兩片分束鏡，在兩片分束鏡的左右側各布置有一個由四個鏡子組成的激光環腔。激光束分別在兩個激光環腔內多次循環并輸出激光脈沖，最終僅經過六片鏡子即可從激光脈沖展寬系統中輸出被展寬的低峰值功率的激光脈沖，可用在燃燒場環境中完成激光拉曼散射成像和物種摩爾分數和區域溫度測量。

本實用新型由激光環腔1Ⅰ、激光環腔2Ⅱ和激光器系統1組成，其中激光環腔1Ⅰ和激光環腔2Ⅱ中的45度分束鏡Ⅰ4和45度分束鏡Ⅱ5為共有，激光器系統1、45度分束鏡Ⅱ5和45度分束鏡Ⅰ4自前至后順序排列，且激光器系統1的激光出口、45度分束鏡Ⅱ5和45度分束鏡Ⅰ4的中心在同一條前后直線上。

激光器系統1的激光出口、激光環腔1Ⅰ中45度反射鏡Ⅰ2、45度反射鏡Ⅱ3、45度分束鏡Ⅰ4和45 度分束鏡Ⅱ5、激光環腔2Ⅱ中45度反射鏡Ⅲ6和45度反射鏡Ⅳ7的中心在同一水平面內。

所述的激光環腔1Ⅰ由45度反射鏡Ⅰ2、45度反射鏡Ⅱ3、45度分束鏡Ⅰ4和45度分束鏡Ⅱ5組成， 45度反射鏡Ⅰ2的鍍膜工作面朝右后方，45度反射鏡Ⅱ3和45度分束鏡Ⅰ4的鍍膜工作面均朝右前方，45 度分束鏡Ⅱ5的鍍膜工作面朝左前方；

45度反射鏡Ⅰ2和45度反射鏡Ⅱ3前后排列，且45度反射鏡Ⅰ2和45度反射鏡Ⅱ3的中心在同一條前后直線上；

45度分束鏡Ⅱ5和45度分束鏡Ⅰ4前后排列，且45度分束鏡Ⅱ5和45度分束鏡Ⅰ4的中心在同一條前后直線上；

45度分束鏡Ⅱ5和45度分束鏡Ⅰ4置于45度反射鏡Ⅰ2和45度反射鏡Ⅱ3右方，且45度分束鏡Ⅱ5 和45度反射鏡Ⅰ2的中心在同一條左右直線上；

45度分束鏡Ⅰ4和45度反射鏡Ⅱ3的中心在同一條左右直線上。