一种基于级联受激散射的激光器制造技术

本申请涉及一种基于级联受激散射的激光器。现有的气体拉曼激光器只经过一次SBS和一次SRS效应，使得输出光压缩效率低。本申请提供了一种基于级联受激散射的激光器，第一受激散射部包括脉冲激光器和SBS紧凑双池组件，SBS紧凑双池组件包括第一检偏器；第二受激散射部设置于所述第一检偏器下方，第二受激散射部包括第一行波放大器和SBS聚焦单池组件，SBS聚焦单池组件包括第二检偏器；第三受激散射部设置于所述第二检偏器下方，第三受激散射部包括第二行波放大器和SRS聚焦单池组件，SRS聚焦单池组件包括第三检偏器；光输出部设置于所述第三检偏器下方。级联SBS效应和行波放大器提高了种子光的峰值功率，提高了SRS效应。

A Laser Based on Cascaded Stimulated Scattering

【技术实现步骤摘要】
一种基于级联受激散射的激光器
本申请属于非线性光学
，特别是涉及一种基于级联受激散射的激光器。
技术介绍
受激散射(包括SBS和SRS)是获得高能量窄脉冲的一种重要技术手段，包括受激布里渊散射和受激拉曼散射两种类型，SRS效应不但具有良好的方向性、脉冲压缩特性，且相对于SBS效应而言，不仅能够实现对脉宽的压缩，还可以实现波长转换，对不同的散射介质可以得到不同的多重频谱，一直都是人们关注和研究的热点。针对SRS介质而言，受激拉曼散射选用介质一般为固体和气体，二者各自具有不同的优缺点，固体拉曼散射介质虽然具有很高的增益系数，但是其受到热损伤阈值的限制，在激光功率超过SRS阈值的条件下，固体介质极易发生热熔融损伤；所以气体介质是高能激光进行拉曼散射最合适的选择，但是相对于固体介质而言，气体受激拉曼散射的增益系数比较小，因此如果要达到其SBS阈值，就需要很大的泵浦光峰值功率。传统激发气体受激拉曼散射的方法主要是通过高能调Q脉冲激光直接泵浦，这就对泵浦光光源的峰值功率有着极高的要求，对应所需要的高功率激光器成本价值很高，而为了避免这一问题，人们发现可以通过调控介质池内气体介质的温度和气压等物理性质，改变气体分子内部运动特性从而人为控制增加其SRS增益系数，进而降低产生SRS效应的阈值，放宽其对激光的限制。但是对于固定的气体介质而言，通过改变其物理性质调控气体增益系数，其变化不是很大，仍然对泵浦光功率有着较高的要求。考虑到受激布里渊散射具有压缩脉宽，提高峰值功率的特性，且能量为几十毫焦的单脉冲激光就已经可以开始引发氟碳类液体介质的受激布里渊散射。基于SBS效应得到的散射光由于具有良好的方向性和相位共轭性等特点，用此方法获得的脉冲相比于传统脉冲输出的脉冲具有更高的稳定性。低功率脉冲激光经过受激布里渊散射后其脉宽被压缩，脉冲峰值功率得到提高，所得到的新种子光达到SRS阈值后可用于做受激拉曼散射的泵浦源，去激发SRS效应，最终得到利用受激拉曼散射技术压缩脉宽后的脉冲光输出。现有的气体拉曼激光器通过SBS聚焦单池组件将泵浦光脉宽压缩，提高峰值功率从而去激发受激拉曼散射的方法也有报道，但是SBS聚焦单池组件仅仅能够对泵浦光进行一次压缩，提高光峰值功率的幅度不是很明显，仍然需要较高的初始泵浦能量，对泵浦源激光功率有着较高的要求。而且只经过一次SBS和一次SRS效应，其最后得到的输出光压缩比不是很理想，压缩效率较低。
技术实现思路
1.要解决的技术问题基于现有的气体拉曼激光器通过SBS聚焦单池组件将泵浦光脉宽压缩，提高峰值功率从而去激发受激拉曼散射的方法也有报道，但是SBS聚焦单池组件仅仅能够对泵浦光进行一次压缩，提高光峰值功率的幅度不是很明显，仍然需要较高的初始泵浦能量，对泵浦源激光功率有着较高的要求。而且只经过一次SBS和一次SRS效应，其最后得到的输出光压缩比不是很理想，压缩效率较低的问题，本申请提供了一种基于级联受激散射的激光器。2.技术方案为了达到上述的目的，本申请提供了一种基于级联受激散射的激光器，包括第一受激散射部、第二受激散射部、第三受激散射部和光输出部；所述第一受激散射部包括依次排列的脉冲激光器和受激布里渊散射紧凑双池组件，所述受激布里渊散射紧凑双池组件包括第一检偏器；所述第二受激散射部设置于所述第一检偏器下方，所述第二受激散射部包括依次排列的第一行波放大器和受激布里渊散射聚焦单池组件，所述受激布里渊散射聚焦单池组件包括第二检偏器；所述第三受激散射部设置于所述第二检偏器下方，所述第三受激散射部包括依次排列的第二行波放大器和受激拉曼散射聚焦单池组件，所述受激拉曼散射聚焦单池组件包括第三检偏器；所述光输出部设置于所述第三检偏器下方，所述光输出部包括第三行波放大器。可选地，所述第一行波放大器设置于所述所述第一检偏器下方；所述第二行波放大器设置于所述第二检偏器下方；所述第三行波放大器第三检偏器。可选地，所述第二受激散射部与所述第一受激散射部垂直设置，所述第三受激散射部与所述第二受激散射部垂直设置，所述光输出部与所述第三受激散射部垂直设置。可选地，所述第二受激散射部包括第一光路调节组件，所述第一光路调节组件设置于所述第一检偏器下方，所述第一光路调节组件排列于所述第一行波放大器前方；所述第三受激散射部包括第二光路调节组件，所述第二光路调节组件设置于所述第二检偏器下方，所述第二光路调节组件排列于所述第二行波放大器前方；所述光输出部包括第三光路调节组件，所述第三光路调节组件设置于所述第三检偏器下方，所述第三光路调节组件排列于所述第三行波放大器前方。可选地，所述第一光路调节组件为反射镜，所述第二光路调节组件为反射镜，所述第三光路调节组件为反射镜。可选地，所述第一受激散射部、与所述第二受激散射部平行设置，所述第二受激散射部与所述第三受激散射部平行设置，所述第三受激散射部与所述光输出部平行设置。可选地，所述光输出部还包括光束检测装置，所述光束检测装置排列于所述第三行波放大器后方。可选地，所述受激布里渊散射紧凑双池组件包括依次排列的第一1/2波片、所述第一检偏器、第一1/4波片、第一凸透镜、受激布里渊散射产生池和第一受激布里渊散射放大池。可选地，所述受激布里渊散射聚焦单池组件包括依次排列的第二1/2波片、所述第二检偏器、第二1/4波片、第二凸透镜和第二受激布里渊散射放大池。可选地，所述受激拉曼散射聚焦单池组件包括依次排列的第三1/2波片、所述第三检偏器、第三1/4波片、第三凸透镜和受激拉曼散射气体池。3.有益效果与现有技术相比，本申请提供的基于级联受激散射的激光器的有益效果在于：本申请提供的基于级联受激散射的激光器，通过设置SBS(受激布里渊散射)紧凑双池组件、SBS聚焦单池组件、SRS(受激光拉曼散射)聚焦单池组件，在每一级组件中，通过检偏器的p偏振光经1/4波片后变成圆偏振光，通过相应介质池引发受激散射后背向传播经过1/4波片后由圆偏振光转换成s偏振光，每一个组件产生的输出种子光都作为下一级组件的激励源，每两个组件之间都通过反射镜调节光路，并经行波放大器进行脉冲能量放大，最后将经过受激拉曼散射后得到的光束再次通过第二个行波放大器放大，得到高能量的变频窄脉冲输出光。该装置具有易操作、成本低廉、实用性强等优点。本申请利用受激布里渊散射和受激拉曼散射相结合的方式，本申请通过采用级联泵浦的方法(将每一次压缩后的脉冲都作为下一次压缩的泵浦源)，将由激光器泵浦源泵浦出的长脉宽低功率的脉冲激光先经过紧凑双池布里渊散射脉冲压缩两级放大系统，进行两次布里渊散射，将低功率脉冲进行二次脉宽压缩并且将得到的种子光经过行波放大器放大，提高其峰值功率进而得到高能量短脉冲，在每一次种子光射入介质池引发受激散射之前，都经由行波放大器放大，使非线性效应得到了显著增强，受激散射效率得到了提高。这样所得到的窄脉冲高功率的种子光足以作为激发气体受激拉曼散射的泵浦源，并且通过受激拉曼散射实现进一步频率转换和压缩脉宽，并将所得的散射光再次由行波放大器进行放大，最终能够得到具有极高压缩比的窄脉冲变频激光输出。附图说明图1是本申请的基于级联受激散射的激光器整体组件示意图；图中：1-脉冲激光器、2-受激布里渊散射紧凑双池组件、3-第一1/2波片、4-第一检偏器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于级联受激散射的激光器，其特征在于：包括第一受激散射部、第二受激散射部、第三受激散射部和光输出部；所述第一受激散射部包括依次排列的脉冲激光器(1)和受激布里渊散射紧凑双池组件(2)，所述受激布里渊散射紧凑双池组件(2)包括第一检偏器(4)；所述第二受激散射部设置于所述第一检偏器(4)下方，所述第二受激散射部包括依次排列的第一行波放大器(10)和受激布里渊散射聚焦单池组件(11)，所述受激布里渊散射聚焦单池组件(11)包括第二检偏器(13)；所述第三受激散射部设置于所述第二检偏器(13)下方，所述第三受激散射部包括依次排列的第二行波放大器(18)和受激拉曼散射聚焦单池组件(19)，所述受激拉曼散射聚焦单池组件(19)包括第三检偏器(21)；所述光输出部设置于所述第三检偏器(21)下方，所述光输出部包括第三行波放大器(26)。

【技术特征摘要】
1.一种基于级联受激散射的激光器，其特征在于：包括第一受激散射部、第二受激散射部、第三受激散射部和光输出部；所述第一受激散射部包括依次排列的脉冲激光器(1)和受激布里渊散射紧凑双池组件(2)，所述受激布里渊散射紧凑双池组件(2)包括第一检偏器(4)；所述第二受激散射部设置于所述第一检偏器(4)下方，所述第二受激散射部包括依次排列的第一行波放大器(10)和受激布里渊散射聚焦单池组件(11)，所述受激布里渊散射聚焦单池组件(11)包括第二检偏器(13)；所述第三受激散射部设置于所述第二检偏器(13)下方，所述第三受激散射部包括依次排列的第二行波放大器(18)和受激拉曼散射聚焦单池组件(19)，所述受激拉曼散射聚焦单池组件(19)包括第三检偏器(21)；所述光输出部设置于所述第三检偏器(21)下方，所述光输出部包括第三行波放大器(26)。2.如权利要求1所述的基于级联受激散射的激光器，其特征在于：所述第一行波放大器(10)设置于所述所述第一检偏器(4)下方；所述第二行波放大器(18)设置于所述第二检偏器(13)下方；所述第三行波放大器(26)第三检偏器(21)。3.如权利要求2所述的基于级联受激散射的激光器，其特征在于：所述第二受激散射部与所述第一受激散射部垂直设置，所述第三受激散射部与所述第二受激散射部垂直设置，所述光输出部与所述第三受激散射部垂直设置。4.如权利要求1所述的基于级联受激散射的激光器，其特征在于：所述第二受激散射部包括第一光路调节组件(9)，所述第一光路调节组件(9)设置于所述第一检偏器(4)下方，所述第一光路调节组件(9)排列于所述第一行波放大器(10)前方；所述第三受激散射部包括第二光路调节组件(17)，所述第二光路调节组件(17)设置于所述第二检偏器(13)下方，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永亮，王驰，张翼鹏，张英明，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22