CN101887205A - 一种控制偏振态的双池布里渊散射放大方法 - Google Patents
一种控制偏振态的双池布里渊散射放大方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101887205A CN101887205A CN 201010135869 CN201010135869A CN101887205A CN 101887205 A CN101887205 A CN 101887205A CN 201010135869 CN201010135869 CN 201010135869 CN 201010135869 A CN201010135869 A CN 201010135869A CN 101887205 A CN101887205 A CN 101887205A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- polarization
- mirror
- sbs
- seed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
本发明涉及一种控制偏振态的双池布里渊散射放大的方法。为了研究在双池布里渊放大系统中,抽运光与种子光的偏振态对SBS增益的影响,我们提出了一种控制偏振态的双池布里渊放大的方法。该放大是在原双池布里渊放大技术的基础上,在抽运光的光路中增加了一个偏振态控制装置,通过其精确改变抽运光的偏振态,在SBS种子光偏振态保持不变时,通过改变抽运光的偏振态即可控制该两束光之间的偏振夹角;一个光功率计接收放大池前的SBS种子光(未经放大光放大),一个光功率计接收放大后的SBS信号光,对比计算两功率计的读数,即可得到SBS的增益系数。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制偏振态的双池布里渊散射放大方法。
背景技术
布里渊散射和拉曼散射被越来越多的应用于水下探测,尤其是受激布里渊散射。但目前受激布里渊散射探测技术大多使用的是单池聚焦受激布里渊散射,高能激光直接聚焦于水中一点,该焦点处的受激布里渊散射光(SBS)在回波过程中,经长距离的水体衰减在到达探测器时已很微弱,从而限制的其探测深度;同时焦点处的能量密度过高而产生其它非线性过程限制了其探测分辨率。于是有人提出了双池布里渊散射放大技术,但目前对该技术的研究最多的是抽运光与种子光之间的能量比、夹角对SBS增益的影响。但在实验中,我们发现抽运光与种子光之间的偏振态同样影响着其放大效率,并不是同偏振态时增益最大。
发明内容
为了研究在双池布里渊放大系统中,抽运光与种子光的偏振态对SBS增益的影响,我们提出了一种控制偏振态的双池布里渊放大方法。该放大方法是在原双池布里渊放大技术的基础上,在抽运光的光路中增加了一个偏振态控制装置,通过其精确改变抽运光的偏振态,在SBS种子光偏振态保持不变情况下,通过改变抽运光的偏振态即可控制该两束光之间的偏振夹角;用一个光功率计接收放大池前的SBS种子光(未经放大光放大),一个光功率计接收放大后的SBS信号光,对比计算两功率计的读数,即可得到SBS的增益系数。偏振控制装置是由电光晶体、延时装置、高压电源组成的,只要改变加在电光晶体上的电压即可精确的改变通过其光束的偏振角度。利用上述两个光功率计即可计算出对应于不同抽运光、SBS种子光偏振夹角的SBS增益值,得到对应两束光偏振夹角的SBS增益曲线,分析该曲线可明确抽运光、种子光之间的偏振夹角对SBS增益的影响,并最终获得种子光达到SBS增益最大时的两束光偏振夹角。
本发明的目的是为了提供一种具有更高探测深度精度和探测深度分辨率的受激布里渊散射探测的方法。
本发明装置包括种子注入式脉冲激光器(1),二分之一波片(2),偏振耦合镜(3,8,16,19),532nm全反镜(4,5,6,7,13,14),四分之一波片(9,12,15),凸透镜(10),种子池(11),电光晶体(17),放大池(18),光功率计(20,21,22)。
本发明解决技术问题的方案是:种子注入式脉冲激光器(1)输出的532nm光为竖直偏振光,经二分之一波片后变为水平偏振光到达偏振耦合镜(3),偏振耦合镜(3)与光轴有一定的夹角,将入射光分为两束,一束竖直偏振光经532nm全反镜(4,5,6,7)到达偏振耦合镜(8)并被其反射,经四分之一波片(9)后成为圆偏振光,被凸透镜(10)聚焦于种子池(11)中一点,在焦点附近产生受激布里渊散射光(SBS);偏振耦合镜(3)后另一束水平偏振光经532nm全反镜(13,14)、四分之一波片(15)变为圆偏振光、竖直部分偏振光被偏振耦合镜(16)高反到光功率计(22)上,而水平部分偏振光被高透进入电光晶体(17),通过改变晶体上的电压精确改变该水平偏振光的偏振旋转角度进入放大池(18)。种子池中产生的布里渊散射光由于其位相共轭性,沿原入射光路返回,经凸透镜(10)、四分之一波片(9)后变为水平偏振光,经偏振耦合镜(8)高透,进入四分之波片(12)又成为圆偏振光,其中竖直光被偏振耦合镜(19)高反到光功率计(21)上,水平光经偏振耦合镜(19)高透进入放大池(18)与放大光耦合,提取放大光的能量,得到增益放大,放大后的SBS光被偏振耦合镜(16)高反到光功率计(21)。
本新方法较以往的布里渊散射放大技术优越性是显而易见的。一、该方法解决了对探测深度的要求,放大光对SBS种子光的放大使其经长距离水体衰减后仍能被探测器探测到;二、进一步提高了探测性能,通过控制抽运光与种子光的偏振态,使其保持一个最佳偏振角,使SBS种子光可最大限度的提取放大光能量,得到最大的增益效果。三、提高了布里渊探测技术的适用性,在基本没增加其他设备的前提下,仅让抽运光与种子光的偏振态夹角以最佳偏振夹角进入放大池,获得高增益的SBS信号。
附图说明
附图1控制偏振态的双池布里渊散射放大装置原理图。
附图2控制偏振态的双池布里渊散射放大技术与传统双池布里渊放大技术的实验结果
附图3传统的双池布里渊放大装置原理图。
附图4在不同抽运光与种子光偏振态夹角下的SBS增益曲线图。
具体实施方式
实施例1:
如附图1所示,该装置包括:种子注入式脉冲激光器(1),二分之一波片(2),偏振耦合镜(3,8,16,19),532nm全反镜(4,5,6,7,13,14),四分之一波片(9,12,15),凸透镜(10),种子池(11),电光晶体(17),放大池(18),光功率计(20,21,22)。
种子注入式脉冲激光器(1)输出的532nm光为竖直偏振光,偏振耦合镜(3)与光轴有一定的夹角,二分之一波片(2)后的水平偏振光经偏振耦合镜(3)分为两束:竖直偏振光经532nm全反镜(4,5,6,7)被偏振耦合镜(8)反射,过四分之一波(9)、凸透镜(10)聚焦于种子池(11)中,在焦点附近产生受激布里渊散射光(SBS)。由于SBS种子光与入射光是位相共轭光,SBS种子光沿入射光路返回,经凸透镜(10)、四分之一波片(9)变为水平偏振光,偏振耦合镜(8)对其高透,其经四分之一波片(12)变为圆偏振光并进入放大池。偏振耦合镜(3)后的水平偏振光经532nm全反镜(13,14)、四分之一波片(15)变为圆偏振光,到达电光晶体(17)后进入放大池与另一端进入的SBS种子光相互作用,并放大种子光。圆偏振下的SBS种子光经偏振耦合镜(19)竖直偏振部分反射进入光功率计(21),放大后的SBS信号光为水平偏振光被偏振耦合镜(16)高反到光功率计(20)上,对比计算两功率计上的读数得到SBS信号增益系数。改变电光晶体(17)上的电压,使经过该晶体的放大光偏振态产生一定角度的偏转,且偏转角与所加电压存在对应关系。通过改变加在电光晶体(17)上的电压,精确控制进入放大池中种子光、放大光之间的偏振夹角,记录光功率计(20,21)的读数,得到对应SBS种子光增益系数。
附图(2)所示的实验室时,控制偏振态的双池布里渊散射放大与传统双池布里渊散射放大实验结果,其中附图2(a)表示的是7m处传统的双池放大,附图2(b)表示的7m处控制偏振态的双池放大技术。
实施例2:
如附图3所示,该装置包括:种子注入式脉冲激光器(1),二分之一波片(2),偏振耦合镜(3,8,12,16),532nm全反镜(4,5,6,7,13,14),四分之一波片(9),凸透镜(10),种子池(11),放大池(15),光功率计(17)。
种子注入式脉冲激光器(1)输出532nm竖直偏振光,经二分之一波片后成为水平偏振光到达偏振耦合镜(3),被分为两束:竖直偏振部分经532nm全反镜(4,5,6,7)并被偏振耦合镜(8)反射,经四分之一波片(9)、凸透镜(10)聚焦于种子池(11),在焦点附近产生受激布里渊散射光(SBS),由于两次经过四分之一波片(9)变为水平光透过偏振耦合镜(8,12)进入放大池(15)。偏振耦合镜(3)后的水平偏振光经532nm全反镜(13,14)、偏振耦合镜(16)直接进入放大池与SBS种子光作用。剩余放大光出放大池后被偏振耦合镜(12)反射以保护激光器,放大后的SBS信号光被偏振耦合镜(16)反射进入光功率计(17)。
附图4在精确控制放大光与SBS种子光的偏振夹角情况下,用实际测量得到的SBS信号光增益值与两光束偏振角之间的关系曲线,其中横轴为放大光、种子光之间的偏振夹角,纵轴为SBS信号光增益系数。在SBS信号光增益系数达到最大处,即是放大光放大种子光达到最大效率处。
Claims (7)
1.一种控制偏振态的双池布里渊散射放大的装置,该装置包括种子注入式脉冲激光器(1),二分之一波片(2),偏振耦合镜(3,8,16,19),532nm全反镜(4,5,6,7,13,14),四分之一波片(9,12,15),凸透镜(10),种子池(11),电光晶体(17),放大池(18),光功率计(20,21,22)。
种子注入式脉冲激光器(1)输出的532nm光为竖直偏振光,经二分之一波片(2)后变为水平偏振光到达偏振耦合镜(3)上,偏振耦合镜(3)与光轴有一定的夹角,将入射光分为两束:一束竖直偏振光经532nm全反镜(4,5,6,7)达到偏振耦合镜(8)并被其反射,经四分之一波片(9)后成为圆偏振光,被凸透镜(10)聚焦于种子产生池(11)中一点,在焦点附近产生受激布里渊散射光(SBS);偏振耦合镜(3)后另一束水平偏振光经532nm全反镜(13,14)、四分之一波片(15)变为圆偏振光、竖直部分偏振光被偏振耦合镜(16)高反到光功率计(22)上,而水平部分偏振光被高透,进入电光晶体(17),改变晶体上的电压精确改变该水平偏振光的偏振角度并进入放大池(18)。种子池中产生的布里渊散射光由于其位相共轭性,沿原入射光路返回,经凸透镜(10)、四分之一波片(9)后变为水平偏振光,被偏振耦合镜(8)高透,进入四分之一波片(12)又成为圆偏振光,其中竖直光被偏振耦合镜(19)高反到光功率计(21)上,水平光经偏振耦合镜(19)高透进入放大池(18)与放大光耦合,提取放大光的能量,得到增益放大,放大后的SBS光被偏振耦合镜(16)高反到光功率计(21)。
此方法具有非常好的实用性和优越性,较以往的布里渊散射放大方法具有更高的探测精度和探测深度分辨率,可以更好的适应实际应用。
2.如权利要求1所述的控制偏振态的双池布里渊散射放大的装置,其特征在于:532nm全反镜(4、5、6、7、13、14)放置的位置,作用是保证SBS种子光与放大光之间达到最长相互作用长度。
3.如权利要求1所述的控制偏振态的双池里渊散射放大的装置,其特征在于:在偏振耦合镜(16)与放大池(18)之间放置了一个电光晶体(17)。
4.如权利要求3所述的控制偏振态的双池布里渊散射放大的装置,其特征在于:通过改变加在电光晶体(17)上的电压,控制通过其光束的偏振角的旋转,以此控制放大光与种子光之间的偏振夹角。
5.如权利要求1所述的控制偏振态的双池布里渊散射放大的装置,其特征在于:四分之一波片(12、15)所放置的位置,其作用在于保证放大光、种子光不进入激光器(1)而影响其输出光质量。
6.一种控制偏振态的双池布里渊散射放大的方法,其特征在于:种子注入式脉冲激光器(1)输出的532nm光为竖直偏振光,经二分之一波片(2)后变为水平偏振光到达偏振耦合镜(3)上,偏振耦合镜(3)与光轴有一定的夹角,将入射光分为两束。一束光经532nm全反镜(4,5,6,7)达到偏振耦合镜(8)并被其反射,经四分之一波片(9)后成为圆偏振光,被凸透镜(10)聚焦于种子产生池(11)中一点,在焦点附近产生受激布里渊散射光(SBS)。偏振耦合镜(3)后另一束光经532nm全反镜(13,14)、四分之一波片(15)变为圆偏振光、竖直部分偏振光被偏振耦合镜(16)高反到光功率计(22)上,而水平部分偏振光被高透进入电光晶体(17),改变晶体上的电压精确改变该水平偏振光的偏振角度进入放大池(18)。种子池中产生的布里渊散射光由于其位相共轭性,沿原入射光路返回,经凸透镜(10)、四分之一波片(9)后变为水平偏振光,被偏振耦合镜(8)高透进入四分之一波片(12)又成为圆偏振光,其中竖直光被偏振耦合镜(19)高反到光功率计(21)上,水平光经偏振耦合镜(19)高透进入放大池(18)与放大光耦合,提取放大光的能量,得到增益放大。通过计算分析光功率计(20、21、22)采集的光功率数据,得到SBS增益系数与放大光(即抽运光)SBS种子光夹角之间的关系曲线,最终得到最大SBS增益时的偏振夹角。当放大光偏振态与SBS光偏振态之间以最佳偏振夹角进入放大池耦合,则SBS种子光将得到最大效率的放大。
7.如权利要求6所述控制偏振态的双池布里渊散射放大的方法,其特征在于,532nm全反镜(4,5、6、7,13,14)所放置的位置,其作用为使放大光与种子光在放大池中有最长相互作用距离,并通过改变电光晶体(17)上所加电压,实现控制放大光与种子光偏振夹角,通过光功率计(19,20,21)采集的数据计算SBS信号的增益值与放大光、种子光偏振夹角之间的关系曲线,并得到最大放大所对应的偏振夹角。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010101358699A CN101887205B (zh) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | 一种控制偏振态的双池布里渊散射放大方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010101358699A CN101887205B (zh) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | 一种控制偏振态的双池布里渊散射放大方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101887205A true CN101887205A (zh) | 2010-11-17 |
CN101887205B CN101887205B (zh) | 2012-05-30 |
Family
ID=43073177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2010101358699A Expired - Fee Related CN101887205B (zh) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | 一种控制偏振态的双池布里渊散射放大方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101887205B (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102570261A (zh) * | 2011-02-25 | 2012-07-11 | 北京国科世纪激光技术有限公司 | 自调节谐振腔及具有该谐振腔的再生激光放大器 |
CN103175629A (zh) * | 2013-03-11 | 2013-06-26 | 哈尔滨工业大学(威海) | 一种快速测量海水温度的方法 |
CN104614323A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-05-13 | 南昌航空大学 | 一种真假蜂蜜的散射光谱检测方法 |
CN104708208A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-06-17 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 激光输出装置及其蓝宝石挖槽方法 |
CN105024274A (zh) * | 2014-04-24 | 2015-11-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 利用双级受激布里渊散射方法优化泵浦激光的拉曼激光器 |
CN106025783A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-10-12 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种快速切换偏振态的调q脉冲激光器 |
CN107764741A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-06 | 南昌航空大学 | 一种集受激布里渊散射与光学相干弹性成像于一体的检测装置 |
CN108680511A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 南京信息工程大学 | 一种基于圆偏振光的反射增强型旋光仪 |
CN110672566A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-10 | 南昌航空大学 | 一种检测水中受激布里渊散射声光子晶体结构的方法 |
CN111366146A (zh) * | 2020-05-04 | 2020-07-03 | 上海大学 | 保偏光纤Sagnac干涉系统的非线性偏振控制方法 |
CN112038874A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-12-04 | 河北工业大学 | 一种双池的自泵浦sbs脉冲压缩系统 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040136052A1 (en) * | 2003-01-15 | 2004-07-15 | Hunt Jeffrey H. | Stimulated brillouin scattering optical amplifier |
CN101614820A (zh) * | 2009-05-25 | 2009-12-30 | 南昌航空大学 | 一种基于改进型f-p标准具的信号增强激光雷达系统 |
-
2010
- 2010-03-30 CN CN2010101358699A patent/CN101887205B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040136052A1 (en) * | 2003-01-15 | 2004-07-15 | Hunt Jeffrey H. | Stimulated brillouin scattering optical amplifier |
CN101614820A (zh) * | 2009-05-25 | 2009-12-30 | 南昌航空大学 | 一种基于改进型f-p标准具的信号增强激光雷达系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
《物理学报》 20100228 陈旭东等 同轴正交偏振双脉冲序列受激布里渊散射抽运放大的实现方法 第1047-1051页 1-7 第59卷, 第2期 2 * |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102570261A (zh) * | 2011-02-25 | 2012-07-11 | 北京国科世纪激光技术有限公司 | 自调节谐振腔及具有该谐振腔的再生激光放大器 |
CN103175629A (zh) * | 2013-03-11 | 2013-06-26 | 哈尔滨工业大学(威海) | 一种快速测量海水温度的方法 |
CN105024274A (zh) * | 2014-04-24 | 2015-11-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 利用双级受激布里渊散射方法优化泵浦激光的拉曼激光器 |
CN104708208A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-06-17 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 激光输出装置及其蓝宝石挖槽方法 |
CN104614323A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-05-13 | 南昌航空大学 | 一种真假蜂蜜的散射光谱检测方法 |
CN106025783A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-10-12 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种快速切换偏振态的调q脉冲激光器 |
CN107764741A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-03-06 | 南昌航空大学 | 一种集受激布里渊散射与光学相干弹性成像于一体的检测装置 |
CN107764741B (zh) * | 2017-09-28 | 2019-09-20 | 南昌航空大学 | 一种集受激布里渊散射与光学相干弹性成像于一体的检测装置 |
CN108680511A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 南京信息工程大学 | 一种基于圆偏振光的反射增强型旋光仪 |
CN108680511B (zh) * | 2018-05-18 | 2023-08-25 | 南京信息工程大学 | 一种基于圆偏振光的反射增强型旋光仪 |
CN110672566A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-10 | 南昌航空大学 | 一种检测水中受激布里渊散射声光子晶体结构的方法 |
CN111366146A (zh) * | 2020-05-04 | 2020-07-03 | 上海大学 | 保偏光纤Sagnac干涉系统的非线性偏振控制方法 |
CN111366146B (zh) * | 2020-05-04 | 2023-05-16 | 上海大学 | 保偏光纤Sagnac干涉系统的非线性偏振控制方法 |
CN112038874A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-12-04 | 河北工业大学 | 一种双池的自泵浦sbs脉冲压缩系统 |
CN112038874B (zh) * | 2020-08-03 | 2024-05-28 | 河北工业大学 | 一种双池的自泵浦sbs脉冲压缩系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101887205B (zh) | 2012-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101887205B (zh) | 一种控制偏振态的双池布里渊散射放大方法 | |
CN103175629B (zh) | 一种快速测量海水温度的方法 | |
CN102566048B (zh) | 一种基于象散的样品轴向漂移补偿方法和装置 | |
CN101819064A (zh) | 常温常压飞秒cars时间分辨光谱测量系统 | |
CN105738972B (zh) | 一种水下探测系统及水下探测方法 | |
US9574946B2 (en) | Spatiotemporally resolved far-field pulse contrast measuring method and device | |
CN104359892A (zh) | 一种不同模态分子振动光谱检测与成像装置及方法 | |
CN106500844B (zh) | 一种六通道分振幅高速斯托克斯偏振仪及其参数测量方法 | |
CN104330398A (zh) | 一种多模式非线性光学显微成像方法及装置 | |
CN107764388B (zh) | 一种基于声光效应的高精度海水声速测量方法 | |
CN103278893B (zh) | 一种太赫兹波发射/接收集成模块 | |
CN204758470U (zh) | 一种激光超声检测装置 | |
CN102053073A (zh) | 一种测量氮气布里渊散射信号的方法及装置 | |
CN101614820A (zh) | 一种基于改进型f-p标准具的信号增强激光雷达系统 | |
CN105352583A (zh) | 一种测量超声波声压和声强的光学方法和装置及其应用 | |
CN109507117B (zh) | 一种基于光声束整形的微纳成像检测实验装置 | |
CN103983571A (zh) | 探测器像素响应非均匀误差校正装置及其校正的方法 | |
Brelet et al. | Underwater acoustic signals induced by intense ultrashort laser pulse | |
CN203365739U (zh) | 一种太赫兹波发射/接收集成模块 | |
CN103471998B (zh) | 超声材料反射和透射系数激光测量系统 | |
CN101532956B (zh) | 单脉冲测量材料非线性的方法 | |
CN101261224A (zh) | 基于4f相位相干成像系统测量材料的光学非线性的方法 | |
CN204330141U (zh) | 一种高功率超短激光脉冲对比度测量装置 | |
CN106970157A (zh) | 同时观测透明流体和透明固体内部声场的光学装置和方法 | |
CN102564895A (zh) | 基于超声衍射光栅的液体密度在线监测系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120530 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |