基于受激布里渊散射脉宽压缩的全固态超短脉冲激光器制造技术

本实用新型专利技术为基于受激布里渊散射脉宽压缩的全固态超短脉冲激光器，该脉冲激光器包括激光器、偏振片、激光放大器、1/4波片、石英晶体、凸透镜和布里渊产生池；激光器、偏振片、激光放大器、1/4波片、石英晶体、凸透镜和布里渊产生池沿光轴依次布置。本实用新型专利技术脉冲激光器通过石英晶体进行放大，设置在凸透镜前，能够实现了皮秒及亚皮秒的输出。实现了皮秒及亚皮秒的输出。实现了皮秒及亚皮秒的输出。

【技术实现步骤摘要】
基于受激布里渊散射脉宽压缩的全固态超短脉冲激光器


[0001]本技术涉及一种高能量窄脉冲单纵模的超短脉冲激光器，具体涉及一种基于受激布里渊散射脉宽压缩的全固态超短脉冲激光器。

技术介绍

[0002]在实际应用中，远距离激光雷达、激光精密加工，要求超短脉冲激光的激光能量达到十毫焦以上。目前广泛运用的调Q激光器，其脉宽均为纳秒量级，很难实现皮秒脉冲的输出；而锁模激光器虽然可以实现皮秒甚至飞秒脉冲的输出，但是其能量过小，为微焦量级，即使经过再生放大，也只有毫焦耳量级，且激光的线宽很宽，相干性较差。因此，本技术开发出一种输出激光脉冲宽度在皮秒，脉冲能量在几十毫焦耳量级的窄线宽激光器，以满足在实际应用远距离激光雷达和激光精密加工等领域的需要。

技术实现思路

[0003]为了解决现有超短脉冲激光器不能实现窄高能量单纵模输出的问题，本技术提供一种基于受激布里渊散射脉宽压缩的全固态超短脉冲激光器。
[0004]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种基于受激布里渊散射脉宽压缩的全固态超短脉冲激光器，包括激光器、偏振片、激光放大器、1/4波片、石英晶体、凸透镜和布里渊产生池；激光器、偏振片、激光放大器、1/4波片、石英晶体、凸透镜和布里渊产生池沿光轴依次布置。激光器产生的P偏振光透射过偏振片(2)后先经激光放大器(3)放大，再经1/4波片(4)变为圆偏振光，所述圆偏振光穿过石英晶体(5)后经凸透镜(6)聚焦到布里渊产生池(7)，将光束聚焦，使能量能达到SBS阈值，在焦点附近发生受激布里渊散射，背向stokes光经石英晶体(5)放大后沿原路经过1/4波片变为S偏振光，所述S偏振光经激光放大器进行二次放大后在偏振片反射出光路，实现分离。
[0006]所述布里渊产生池内为固体布里渊介质，如石英、DLAP、LAP、硝酸钡中的一种。
[0007]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0008]本技术脉冲激光器通过石英晶体进行放大，设置在凸透镜前，能够实现了皮秒及亚皮秒的输出。该激光器输出的脉冲宽度更窄，可以实现皮秒及亚皮秒量级的脉冲输出，远小于调Q激光器；其单脉冲能量更高，可是达到几十毫焦耳量级，远高于锁模激光器。
[0009]本技术在输出高能量单纵模脉冲的同时，实现了窄脉宽，并且由于受激布里渊散射的相位共轭特性，可以保证良好的光束质量。同时相比于其他基于受激布里渊散射脉宽压缩的激光器可实现高能量单纵模脉冲输出的同时，不使用液体、气体增益介质，真正实现全固态设计，结构更简单，体积小结构上更简单，造价更低廉。
[0010]本技术脉冲激光器不需要扩束镜，光源产生的为P偏振光，经过偏振片后即为s偏振光，使装置更简便，降低成本。
附图说明
[0011]图1为本技术基于受激布里渊散射脉宽压缩的全固态超短脉冲激光器的结构示意图；
[0012]图2为本技术通过调节泵浦能量后输出的180ps、310ps、500ps、650ps、800ps、8.2ns的脉宽测量图。
[0013]图中：1、激光器；2、偏振片；3、激光放大器；4、1/4波片；5、石英晶体；6、凸透镜；7、布里渊产生池。
具体实施方式
[0014]下面结合实施例及附图进一步解释本技术，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。
[0015]本技术中偏振片2、1/4波片4构成一个分离光路，透射过偏振片的P偏振光先经1/4波片变为圆偏振光，背向散射回来的圆偏振光经1/4波片变为S偏振光，经偏振片反射实现分离。
[0016]激光器1产生的脉冲透过石英晶体5经聚焦在产生池7产生背向stokes散射，经石英晶体5对泵浦光提取放大后，实现了对原有脉冲的压缩，所得压缩脉冲宽度为800fs～100ps，优选脉冲宽度为800fs～800ps。
[0017]激光器1产生的脉冲经激光放大器3放大，可以产生高能脉冲；脉冲经透镜聚焦到布里渊产生池7发生受激布里渊散射产生背向stokes光，背向stokes光经石英晶体5对泵浦光进行提取，提取率超过90％，理论上可达100％，可以输出高能量，高峰值功率，窄脉冲。
[0018]石英晶体尺寸可以为几纳米到几十毫米，直接固定在光路中，根据实际所需功率进行选择。激光器1能够产生种子光，本申请的脉冲激光器是对种子光进行发大、压缩处理，产生更高能的窄脉宽激光。
[0019]实施例1：结合图1说明，一种基于受激布里渊散射脉宽压缩的全固态超短脉冲激光器，包括激光器1、偏振片2、激光放大器3、1/4波片4、石英晶体5、凸透镜6和布里渊产生池；激光器产生的P偏振光透射过偏振片2后先经激光放大器放大，再经1/4波片4变为圆偏振光，所述圆偏振光穿过石英晶体5后经透镜6聚焦到布里渊产生池7，在焦点附近发生受激布里渊散射，背向stokes光经石英晶体5放大后沿原路经过1/4波片变为S偏振光，所述S偏振光经激光放大器进行二次放大后在偏振片反射出光路，实现分离。
[0020]石英晶体5的折射率为1.45，声子寿命为4ns，布里渊产生池内的固体介质为石英。
[0021]本实施例脉冲激光器输出的P偏振光波长为1064nm，脉宽为8ns。
[0022]图2为本实施例通过调节泵浦能量后输出的180ps、310ps、500ps、650ps、800ps、8.2ns的脉宽测量图。
[0023]实施例2：本实施例与实施例1结构相同，激光器1采用波长为405nm、445nm、460nm，473nm、532nm、589nm、635nm、650nm、808nm，980nm中的一种，实现各波长激光的输出。
[0024]实施例3：本实施例与实施例1结构相同，不同之处在于，布里渊产生池7内部为固体布里渊介质，固体布里渊介质折射率为1.2～1.5之间，为DLAP、LAP、硝酸钡中的一种。
[0025]本技术未述及之处适用于现有技术。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于受激布里渊散射脉宽压缩的全固态超短脉冲激光器，其特征在于，该脉冲激光器包括激光器、偏振片、激光放大器、1/4波片、石英晶体、凸透镜和布里渊产生池；激光器、偏振片、激光放大器、1/4波片、石英晶体、凸透镜和布里渊产生池沿光轴依次布置。2.根据权利要求1所述的脉冲激光器，其特征在于，所述激光器产生的P偏振光透射过偏振片(2)后先经激光放大器(3)放大，再经1/4波片(4)变为圆偏振光，所述圆偏振光穿过石英晶体(5)后经凸透镜(6)聚焦到布里渊产生池(7)，将光束聚焦，使能量能达到SBS阈值，在焦点附近发生受激布里渊散射，背向stokes光经石英晶体(5)放大后沿原路经过1/4波片变为S偏振光，所述S偏振光经激光放大器进行二次放大后在偏振片反射出光路，实现分离。3.根据权利要求1所述的脉冲激光器，其特征在于，所述布...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘照虹，李宁，李铁，刘照东，李森森，樊榕，罗甜甜，韩晓燕，赵超，王雨雷，吕志伟，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：