基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器制造技术

基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器，涉及激光串行组束技术。它为了解决若干束激光进行串行组束时，传统的平台式结构占地面积大、种子光和抽运光模块之间集成化程度低，导致激光束数量无法实现有效叠加的问题。本发明专利技术由组束激光器主体、m层非共线布里渊放大单元一和n层非共线布里渊放大单元二组成，所述m层非共线布里渊放大单元一和n层非共线布里渊放大单元二逐层交叉叠加在组束激光器主体上，对种子光进行逐级放大。本发明专利技术各模块空间排布简单，模块间采用立体结构叠放，系统布局紧凑、占地面积小。可以根据对输出能量的需要增加或减少放大单元的数量，提高激光系统的装配效率以及稳定性，适用于大能量和高功率固体组束激光器。

【技术实现步骤摘要】
基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器
本专利技术涉及基于受激布里渊散射的非共线串行组束技术，属于激光领域。
技术介绍
近几年，具有大能量、重复频率、高光束质量固体激光器在工业、科研等领域有着广泛的应用。目前，通过将多束低功率、小能量激光进行合成的技术手段可以有效克服增益介质的尺寸、热影响和损伤阈值等技术难题，实现大能量、高功率激光输出。基于非线性光学相位共轭原理的受激布里渊散射(SBS)非共线串行组束具有结构简单、输出光束质量好、以及抽运光的光束质量和稳定性对输出光影响小等优点，受到科研人员的广泛关注。但是传统平台式的激光组束装置占地面积大，种子光和抽运光模块之间集成化程度低，并且随着激光束数量增加，装置的空间排布更为复杂、很难实现进一步有效叠加，稳定性随之变差。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决若干束激光进行串行组束时，传统的平台式结构占地面积大、种子光和抽运光模块之间集成化程度低，导致激光束数量无法实现进一步有效叠加的问题，提供一种基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器。本专利技术所述的基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器，包括组束激光器主体、m层非共线布里渊放大单元一和n层非共线布里渊放大单元二，n＝m或n＝m-1，m为自然数，且m≥1；所述组束激光器主体包括单纵模激光器1、光隔离器一3、1/2波片一4、偏振片一5、光隔离器二7、多个抽运光放大模块一8、种子光发生模块9、介质池一11、光学陷阱一12、全反镜一13和偏振分光模块一14，单纵模激光器1出射的光束依次经过光隔离器一3、1/2波片一4和偏振片一5后分为两束，一束经偏振分光模块一14反射进入第一层非共线布里渊放大单元一，另一束经过光隔离器二7后，依次进入多个抽运光放大模块一8，经每个抽运光放大模块一8放大后的抽运光进入介质池一11，从介质池一11出射的抽运光入射至光学陷阱一12，种子光发生模块9产生的种子光入射至介质池一11，从多个抽运光放大模块一8出射的抽运光均与种子光在介质池一11内相交，从介质池一11出射的种子光被全反镜一13反射进入第一层非共线布里渊放大单元一；非共线布里渊放大单元一包括全反镜三15、介质池二16、光学陷阱二17、全反镜四18、多个抽运光放大模块二19、偏振分光模块二20和偏振片四21；第一层非共线布里渊放大单元一中：进入的种子光经全反镜三15反射后入射至介质池二16，经该介质池二16放大后的种子光入射至全反镜四18并被该全反镜四18反射进入第一层非共线布里渊放大单元二中，进入该层非共线布里渊放大单元一的抽运光入射至偏振分光模块二20，并被偏振分光模块二20分为反射光和透射光，所述透射光进入第一层非共线布里渊放大单元二中，所述反射光经偏振片四21反射后依次进入多个抽运光放大模块二19，经每个抽运光放大模块二19放大后的抽运光进入介质池二16，从多个抽运光放大模块二19出射的抽运光均与种子光在介质池二16内相交，从介质池二16出射的抽运光入射至光学陷阱二17；所述的非共线布里渊放大单元二包括全反镜六22、介质池三23、光学陷阱三24、全反镜七25、多个抽运光放大模块三26、偏振分光模块三27和偏振片六28；第一层非共线布里渊放大单元二中：进入的种子光经全反镜六22反射后进入介质池三23，经该介质池三23放大后的种子光入射至全反镜七25，并被该全反镜七25反射后进入下一层非共线布里渊放大单元一中，进入该层非共线布里渊放大单元二的抽运光入射至偏振分光模块三27，并被偏振分光模块三27分为反射光和透射光，所述透射光进入下一层非共线布里渊放大单元一中，所述反射光经偏振片六28反射后依次进入多个抽运光放大模块三26，经每个抽运光放大模块三26放大后的抽运光进入介质池三23，从多个抽运光放大模块三26出射的抽运光均与种子光在介质池三23内相交，从介质池三23出射的抽运光入射至光学陷阱三24；m层非共线布里渊放大单元一和n层非共线布里渊放大单元二互相穿插设置，即：从每层非共线布里渊放大单元一出射的种子光入射至下一层非共线布里渊放大单元二的全反镜六22，从该层非共线布里渊放大单元二出射的种子光入射至下一层非共线布里渊放大单元一的全反镜三15；从每层非共线布里渊放大单元一的偏振分光模块二20透射出去的抽运光入射至下一层非共线布里渊放大单元二的偏振分光模块三27，从该偏振分光模块三27透射出去的抽运光入射至下一层非共线布里渊放大单元一的偏振分光模块二20。从组束激光器主体出射的种子光依次穿插进入非共线布里渊放大单元一和非共线布里渊放大单元二，种子光的传播方向为蛇形。每层非共线布里渊放大单元一和非共线布里渊放大单元二中均包含一个偏振分光模块，抽运光依次经多个偏振分光模块，每经过一个偏振分光模块后，反射的抽运光进入该偏振分光模块所在的非共线布里渊放大单元一或非共线布里渊放大单元二，透射的抽运光进入下一个偏振分光模块。本专利技术将整个激光器分成多个模块，即组束激光器主体和若干非共线布里渊放大单元一和非共线布里渊放大单元二，所述模块的空间排布简单，模块间采用立体结构叠放，系统布局紧凑、占地面积小。可以根据对输出能量的需要增加或减少放大单元的数量，提高激光系统的装配效率以及稳定性，适用于大能量和高功率固体组束激光器。附图说明图1为实施方式一所述的基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器的结构示意图；图2为实施方式一中的种子光的传播方向示意图；图3为实施方式一中的抽运光的传播方向示意图；图4为实施方式四中的组束激光器主体的结构示意图；图5为实施方式六中的非共线布里渊放大单元一的结构示意图；图6为实施方式八中的非共线布里渊放大单元二的结构示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器，包括组束激光器主体、m层非共线布里渊放大单元一和n层非共线布里渊放大单元二，n＝m或n＝m-1，m为自然数，且m≥1；所述组束激光器主体包括单纵模激光器1、光隔离器一3、1/2波片一4、偏振片一5、光隔离器二7、多个抽运光放大模块一8、种子光发生模块9、介质池一11、光学陷阱一12、全反镜一13和偏振分光模块一14，单纵模激光器1出射的光束依次经过光隔离器一3、1/2波片一4和偏振片一5后分为两束，一束经偏振分光模块一14反射进入第一层非共线布里渊放大单元一，另一束经过光隔离器二7后，依次进入多个抽运光放大模块一8，经每个抽运光放大模块一8放大后的抽运光进入介质池一11，从介质池一11出射的抽运光入射至光学陷阱一12，种子光发生模块9产生的种子光入射至介质池一11，从多个抽运光放大模块一8出射的抽运光均与种子光在介质池一11内相交，从介质池一11出射的种子光被全反镜一13反射进入第一层非共线布里渊放大单元一；非共线布里渊放大单元一包括全反镜三15、介质池二16、光学陷阱二17、全反镜四18、多个抽运光放大模块二19、偏振分光模块二20和偏振片四21；第一层非共线布里渊放大单元一中：进入的种子光经全反镜三15反射后入射至介质池二16，经该介质池二16放大后的种子光入射至全反镜四18并被该全反镜四18反射进入第一层非共线布里渊放大单元二中，进入该层非共线布里本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器，其特征在于：它包括组束激光器主体、m层非共线布里渊放大单元一和n层非共线布里渊放大单元二，n＝m或n＝m‑1，m为自然数，且m≥1；所述组束激光器主体包括单纵模激光器(1)、光隔离器一(3)、1/2波片一(4)、偏振片一(5)、光隔离器二(7)、多个抽运光放大模块一(8)、种子光发生模块(9)、介质池一(11)、光学陷阱一(12)、全反镜一(13)和偏振分光模块一(14)，单纵模激光器(1)出射的光束依次经过光隔离器一(3)、1/2波片一(4)和偏振片一(5)后分为两束，一束经偏振分光模块一(14)反射进入第一层非共线布里渊放大单元一，另一束经过光隔离器二(7)后，依次进入多个抽运光放大模块一(8)，经每个抽运光放大模块一(8)放大后的抽运光进入介质池一(11)，从介质池一(11)出射的抽运光入射至光学陷阱一(12)，种子光发生模块(9)产生的种子光入射至介质池一(11)，从多个抽运光放大模块一(8)出射的抽运光均与种子光在介质池一(11)内相交，从介质池一(11)出射的种子光被全反镜一(13)反射进入第一层非共线布里渊放大单元一；非共线布里渊放大单元一包括全反镜三(15)、介质池二(16)、光学陷阱二(17)、全反镜四(18)、多个抽运光放大模块二(19)、偏振分光模块二(20)和偏振片四(21)；第一层非共线布里渊放大单元一中：进入的种子光经全反镜三(15)反射后入射至介质池二(16)，经该介质池二(16)放大后的种子光入射至全反镜四(18)并被该全反镜四(18)反射进入第一层非共线布里渊放大单元二中，进入该层非共线布里渊放大单元一的抽运光入射至偏振分光模块二(20)，并被偏振分光模块二(20)分为反射光和透射光，所述透射光进入第一层非共线布里渊放大单元二中，所述反射光经偏振片四(21)反射后依次进入多个抽运光放大模块二(19)，经每个抽运光放大模块二(19)放大后的抽运光进入介质池二(16)，从多个抽运光放大模块二(19)出射的抽运光均与种子光在介质池二(16)内相交，从介质池二(16)出射的抽运光入射至光学陷阱二(17)；所述的非共线布里渊放大单元二包括全反镜六(22)、介质池三(23)、光学陷阱三(24)、全反镜七(25)、多个抽运光放大模块三(26)、偏振分光模块三(27)和偏振片六(28)；第一层非共线布里渊放大单元二中：进入的种子光经全反镜六(22)反射后进入介质池三(23)，经该介质池三(23)放大后的种子光入射至全反镜七(25)，并被该全反镜七(25)反射后进入下一层非共线布里渊放大单元一中，进入该层非共线布里渊放大单元二的抽运光入射至偏振分光模块三(27)，并被偏振分光模块三(27)分为反射光和透射光，所述透射光进入下一层非共线布里渊放大单元一中，所述反射光经偏振片六(28)反射后依次进入多个抽运光放大模块三(26)，经每个抽运光放大模块三(26)放大后的抽运光进入介质池三(23)，从多个抽运光放大模块三(26)出射的抽运光均与种子光在介质池三(23)内相交，从介质池三(23)出射的抽运光入射至光学陷阱三(24)；m层非共线布里渊放大单元一和n层非共线布里渊放大单元二互相穿插设置，即：从每层非共线布里渊放大单元一出射的种子光入射至下一层非共线布里渊放大单元二的全反镜六(22)，从该层非共线布里渊放大单元二出射的种子光入射至下一层非共线布里渊放大单元一的全反镜三(15)；从每层非共线布里渊放大单元一的偏振分光模块二(20)透射出去的抽运光入射至下一层非共线布里渊放大单元二的偏振分光模块三(27)，从该偏振分光模块三(27)透射出去的抽运光入射至下一层非共线布里渊放大单元一的偏振分光模块二(20)。...

【技术特征摘要】
1.基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器，其特征在于：它包括组束激光器主体、m层非共线布里渊放大单元一和n层非共线布里渊放大单元二，n＝m或n＝m-1，m和n均为正整数；所述组束激光器主体包括单纵模激光器(1)、光隔离器一(3)、1/2波片一(4)、偏振片一(5)、光隔离器二(7)、多个抽运光放大模块一(8)、种子光发生模块(9)、介质池一(11)、光学陷阱一(12)、全反镜一(13)和偏振分光模块一(14)，单纵模激光器(1)出射的光束依次经过光隔离器一(3)、1/2波片一(4)和偏振片一(5)后分为两束，一束经偏振分光模块一(14)反射进入第一层非共线布里渊放大单元一，另一束经过光隔离器二(7)后，依次进入多个抽运光放大模块一(8)，经每个抽运光放大模块一(8)放大后的抽运光进入介质池一(11)，从介质池一(11)出射的抽运光入射至光学陷阱一(12)，种子光发生模块(9)产生的种子光入射至介质池一(11)，从多个抽运光放大模块一(8)出射的抽运光均与种子光在介质池一(11)内相交，从介质池一(11)出射的种子光被全反镜一(13)反射进入第一层非共线布里渊放大单元一；非共线布里渊放大单元一包括全反镜三(15)、介质池二(16)、光学陷阱二(17)、全反镜四(18)、多个抽运光放大模块二(19)、偏振分光模块二(20)和偏振片四(21)；第一层非共线布里渊放大单元一中：进入的种子光经全反镜三(15)反射后入射至介质池二(16)，经该介质池二(16)放大后的种子光入射至全反镜四(18)并被该全反镜四(18)反射进入第一层非共线布里渊放大单元二中，进入该层非共线布里渊放大单元一的抽运光入射至偏振分光模块二(20)，并被偏振分光模块二(20)分为反射光和透射光，所述透射光进入第一层非共线布里渊放大单元二中，所述反射光经偏振片四(21)反射后依次进入多个抽运光放大模块二(19)，经每个抽运光放大模块二(19)放大后的抽运光进入介质池二(16)，从多个抽运光放大模块二(19)出射的抽运光均与种子光在介质池二(16)内相交，从介质池二(16)出射的抽运光入射至光学陷阱二(17)；所述的非共线布里渊放大单元二包括全反镜六(22)、介质池三(23)、光学陷阱三(24)、全反镜七(25)、多个抽运光放大模块三(26)、偏振分光模块三(27)和偏振片六(28)；第一层非共线布里渊放大单元二中：进入的种子光经全反镜六(22)反射后进入介质池三(23)，经该介质池三(23)放大后的种子光入射至全反镜七(25)，并被该全反镜七(25)反射后进入下一层非共线布里渊放大单元一中，进入该层非共线布里渊放大单元二的抽运光入射至偏振分光模块三(27)，并被偏振分光模块三(27)分为反射光和透射光，所述透射光进入下一层非共线布里渊放大单元一中，所述反射光经偏振片六(28)反射后依次进入多个抽运光放大模块三(26)，经每个抽运光放大模块三(26)放大后的抽运光进入介质池三(23)，从多个抽运光放大模块三(26)出射的抽运光均与种子光在介质池三(23)内相交，从介质池三(23)出射的抽运光入射至光学陷阱三(24)；m层非共线布里渊放大单元一和n层非共线布里渊放大单元二互相穿插设置，即：从每层非共线布里渊放大单元一出射的种子光入射至下一层非共线布里渊放大单元二的全反镜六(22)，从该层非共线布里渊放大单元二出射的种子光入射至下一层非共线布里渊放大单元一的全反镜三(15)；从每层非共线布里渊放大单元一的偏振分光模块二(20)透射出去的抽运光入射至下一层非共线布里渊放大单元二的偏振分光模块三(27)，从该偏振分光模块三(27)透射出去的抽运光入射至下一层非共线布里渊放大单元一的偏振分光模块二(20)。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志伟，白振旭，
申请(专利权)人：吕志伟，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23