高能量高功率受激布裡淵散射共軛鏡的雷射雙程放大裝置的製作方法

2023-04-27 23:41:56 1

專利名稱：高能量高功率受激布裡淵散射共軛鏡的雷射雙程放大裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是非線性光學設備技術領域。
背景技術：
受激布裡淵散射(SBS)相位共軛鏡常被用在雷射放大系統中補償放大光路中產生的動態和靜態的相位畸變。最簡單的相位共軛鏡的結構是單池聚焦結構，這種結構的缺點是負載能力有限。為了提高注入強度和負載，發展了雙池結構，在這種結構中，為了減少放大池中未被抽空的泵浦光注入振蕩池，常常在放大池和振蕩池中間加入衰減器，隨之而來的問題就是降低了系統的效率。之後，獨立雙池結構被提了出來，這種結構把用於產生Stokes的種子光和用於放大的泵浦光分離開來，通過1/2波片和偏振片可以有效控制兩部分光的強度比，避免使用衰減器，提高了效率；但是這種結構的缺點是，延遲光路需要的元件比較多，結構比較複雜，光路對準相對比較困難；對於光束比較大的大型雷射系統，這將增加成本，並且，這種結構無法使用在同軸雙程放大的雷射系統中。這是因為，在這種結構中，入射光和耦合輸出光的偏振態是互相垂直的，也就是說，經過相位共軛鏡反射的雷射已無法和輸入雷射同軸，也就無法實現雷射放大器的雙程放大。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有單池聚焦雷射放大裝置的負載能力有限、雙池雷射放大裝置的效率低、獨立雙池雷射放大裝置的結構複雜、成本高、不能實現雙程放大的問題，進而提供了一種高能量高功率受激布裡淵散射共軛鏡的雷射雙程放大裝置。它包括雷射器，它還包括第一偏振片、法拉第磁致旋光器、第二偏振片、雷射放大器、1/2波片、分束偏振片、延遲全反鏡、第三偏振片、90度旋光器、第一1/4波片、SBS放大池、第二1/4波片、第四偏振片、正透鏡、SBS振蕩池；雷射器輸出光路的中心線上依次設置有第一偏振片、法拉第磁致旋光器、第二偏振片、雷射放大器、1/2波片、分束偏振片、第三偏振片、90度旋光器、第一1/4波片、SBS放大池、第二1/4波片、第四偏振片、正透鏡、SBS振蕩池；第一偏振片、第二偏振片、第四偏振片都與雷射器輸出光路的中心線成布儒斯特角設置；分束偏振片分束反射出來的泵浦光被延遲全反鏡全反射到第四偏振片的右側端面上，90度旋光器的左側端面接收第三偏振片反射出的泵浦光，並使泵浦光的中心線與雷射器輸出光路的中心線相重合；正透鏡的聚焦點處在SBS振蕩池內；第二偏振片右側面的反射光路為放大後的雷射輸出端。
本發明具有負載能力高、效率高、結構簡單、成本低，及能實現雙程放大的特點。
本發明具有的優點是①避免了在傳統雙池結構中光學衰減器的使用，產生池出射的種子光也可以全部到達放大池，這樣大大提高了能量轉換效率；②在高能量泵浦時，調節1/2波片6來控制入射產生池內的能量大小，使入射到產生池內的能量始終保持在光學擊穿和自聚焦閾值之下，保證了最終輸出的雷射質量；③可通過調節光學延遲全反鏡8來改變放大池中種子光與泵浦光的相互作用區，獲得最大的能量轉換效率。並且，本發明還克服了獨立雙池的一些缺點，使之更方便在高功率雙程雷射放大系統中使用，這些優點有①減少了大口徑光學元件的使用，使光路變得簡單，調整方便，降低了成本；②相位共軛鏡的輸入與輸出光的偏振態是一致的，這樣就使相位共軛鏡可以像0度平面全反鏡一樣用於雙程雷射放大光路中；③有利於大型雷射系統各個放大光路的集成。


圖1是本發明的整體結構示意圖。
具體實施例方式
結合圖1說明本實施方式，它由雷射器1、第一偏振片2、法拉第磁致旋光器3、第二偏振片4、雷射放大器5、1/2波片6、分束偏振片7、延遲全反鏡8、第三偏振片9、90度旋光器10、第一1/4波片11、SBS放大池12、第二1/4波片13、第四偏振片14、正透鏡15、SBS振蕩池16組成；雷射器1輸出光路的中心線上依次設置有第一偏振片2、法拉第磁致旋光器3、第二偏振片4、雷射放大器5、1/2波片6、分束偏振片7、第三偏振片9、90度旋光器10、第一1/4波片11、SBS放大池12、第二1/4波片13、第四偏振片14、正透鏡15、SBS振蕩池16；第一偏振片2、第二偏振片4、第四偏振片14都與雷射器1輸出光路的中心線成布儒斯特角設置；分束偏振片7分束反射出來的泵浦光被延遲全反鏡8全反射到第四偏振片9的右側端面上，90度旋光器10的左側端面接收第三偏振片9反射出的泵浦光，並使泵浦光的中心線與雷射器1輸出光路的中心線相重合；正透鏡15的聚焦點處在SBS振蕩池16內；第二偏振片4右側面的反射光路為放大後的雷射輸出端。
工作原理雷射器1輸出的雷射經過第一偏振片2、法拉第磁致旋光器3、第二偏振片4組成的反向雷射隔離器後入射到雷射放大器5中，然後經過1/2波片6入射到分束偏振片7中，部分光透過分束偏振片7後經過第三偏振片9、90度旋光器10、第一1/4波片11、SBS放大池12、第二1/4波片13、第四偏振片14、正透鏡15入射到SBS振蕩池16中，並在SBS振蕩池16中即正透鏡15的聚焦點處產生種子光，種子光將按原路返回到SBS放大池12中，同時分束偏振片7反射出的泵浦光被延遲全反鏡8、第三偏振片9反射後經過90旋光器10、第一1/4波片11傳輸入射到SBS放大池12中並與上述返回的種子光相遇而耦合放大，放大後的光經過第一1/4波片11、90度旋光器10、第三偏振片9、分束偏振片7、1/2波片6、雷射放大器5後由第二偏振片4反射輸出。其中未被抽空的泵浦光在第四偏振片14的左側端面反射出雷射器1輸出的光路。
權利要求
1.高能量高功率受激布裡淵散射共軛鏡的雷射雙程放大裝置，它包括雷射器(1)，其特徵在於它還包括第一偏振片(2)、法拉第磁致旋光器(3)、第二偏振片(4)、雷射放大器(5)、1/2波片(6)、分束偏振片(7)、延遲全反鏡(8)、第三偏振片(9)、90度旋光器(10)、第一1/4波片(11)、SBS放大池(12)、第二1/4波片(13)、第四偏振片(14)、正透鏡(15)、SBS振蕩池(16)；雷射器(1)輸出光路的中心線上依次設置有第一偏振片(2)、法拉第磁致旋光器(3)、第二偏振片(4)、雷射放大器(5)、1/2波片(6)、分束(7)、第三偏振片(9)、90度旋光器(10)、第一1/4波片(11)、SBS放大池(12)、第二1/4波片(13)、第四偏振片(14)、正透鏡(15)、SBS振蕩池(16)；第一偏振片(2)、第二偏振片(4)、第四偏振片(14)都與雷射器(1)輸出光路的中心線成布儒斯特角設置；分束偏振片(7)分束反射出來的泵浦光被延遲全反鏡(8)全反射到第四偏振片(9)的右側端面上，90度旋光器(10)的左側端面接收第三偏振片(9)反射出的泵浦光，並使泵浦光的中心線與雷射器(1)輸出光路的中心線相重合；正透鏡(15)的聚焦點處在SBS振蕩池(16)內；第二偏振片(4)右側面的反射光路為放大後的雷射輸出端。
全文摘要
高能量高功率受激布裡淵散射共軛鏡的雷射雙程放大裝置，它涉及的是非線性光學領域。它是為了解決現有單池聚焦雷射放大裝置的負載能力有限、雙池雷射放大裝置的效率低、獨立雙池雷射放大裝置的結構複雜、成本高、不能實現雙程放大的問題。1輸出光路的中心線上依次設置有2、3、4、5、6、7、8、10、11、12、13、14、15、16；2、4、14都與1輸出光路的中心線成布儒斯特角設置；7反射出來的泵浦光被8全反射到9的右側端面上，10的左側端面接收9反射出的泵浦光；15的聚焦點處在16內；2右側面的反射光路為放大後的雷射輸出端。本發明具有負載能力高、效率高、結構簡單、成本低及能實現雙程放大的特點。
文檔編號G02F1/35GK1746758SQ200510010380
公開日2006年3月15日 申請日期2005年9月28日 優先權日2005年9月28日
發明者呂志偉, 王雨雷, 何偉明, 哈斯烏力吉, 林殿陽, 趙曉彥 申請人:哈爾濱工業大學