CN102347586B - 一种利用固体激光放大器发生受激布里渊散射的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用固体激光放大器发生受激布里渊散射的装置及方法，该装置包括一个脉冲种子激光源(1)，脉冲种子激光源的脉冲光经50/50分束镜(2)之后，分成两路脉冲种子激光，两路种子激光束分别经过固体激光放大器产生脉冲出射激光束，第二脉冲出射激光束(10)经过可旋转反射镜(7)反射偏转之后以与第一脉冲出射激光束(9)在受激布里渊介质中相交的方式射入受激布里渊介质(8)，并且满足第二脉冲出射激光束(10)到达相交点的时间不会比第一脉冲出射激光束(9)到达相交点的时间早，其中第二出射激光束(10)与第一出射激光束(9)之间的时间差小于或等于受激布里渊散射介质(8)的声子寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种受激布里渊散射发生装置及方法，特别涉及一种使用简单方便，更容易发生更大能量的受激布里渊散射发生装置及方法。
背景技术
光学受激布里渊散射应用于多个方面，例如分析受激布里渊散射介质的特性，用于产生光信号放大等，为了得到更大的受激布里渊散射信号，现有技术当中使用连续激光器，将连续激光器发出的激光分成两束，其中一束直接射入受激布里渊散射介质用于产生受激布里渊散射信号，另外一束则经过反射镜等装置也射入介质当中，对第一束激光产生的受激布里渊信号进行放大。但是使用这种技术产生的受激布里渊信号在有些情况下还是不够大，人们渴望在介质当中产生更大的受激布里渊信号，本发明就是基于这种需要而设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用简单，能够产生比传统装置和方法更大能量的受激布里渊散射信号的装置及方法。
本发明的装置包括一个脉冲种子激光源(1)，脉冲种子激光源的光经50/50分束镜(2)之后，分成两路脉冲种子激光，第一路种子激光经过可调节激光延迟线元件(3)之后注入第一固体激光放大器(4)，从而产生第一脉冲出射激光束(9)，第一脉冲出射光束射入受激布里渊散射介质(8)，第二路脉冲种子激光经过反射镜(5)反射注入第二脉冲固体激光放大器(6)，产生第二脉冲出射激光束(10)，该第二脉冲出射激光束(10)经过可旋转反射镜(7)反射偏转之后以与第一脉冲出射激光束(9)在受激布里渊介质中相交的方式射入受激布里渊介质(8)，并且满足第二脉冲出射激光束(10)到达相交点的时间不会比第一脉冲出射激光束(9)到达相交点的时间早，其中第二出射激光束(10)与第一出射激光束(9)之间的时间差小于或等于受激布里渊散射介质(8)的声子寿命。其中所述的第一固体激光放大器和第二固体激光放大器是相同的固体激光放大器，而两路脉冲种子激光均是单次通过各自对应的固体激光放大器。
众所周知，脉冲激光具有比连续激光更大的能量峰值，本发明装置的中激光采用脉冲激光既可以提高产生受激布里渊散射的激光又可以提高放大受激布里渊散射信号的激光能量峰值；其次，本发明当中采用一个脉冲种子激光，将该脉冲种子激光分别注入两个固体激光放大器当中，从而可以产生频率，相位完全相同的脉冲激光，在提高两束激光的能量同时又可以保证两束激光的相干性，并且可以控制固体激光放大器的放大倍数，容易实现所需的脉冲激光能量，最后通过可调节激光延迟线元件使得两束激光达到介质的时间差控制在受激布里渊散射介质的声子寿命以下，从而保证了在使用脉冲激光下也能有效的放大受激布里渊散射信号，由于此处采用的是将脉冲种子激光分别注入两个固体激光放大器中，而不是两个固体激光器，由于这两个固体激光器是相同的固体激光放大器，并且两路脉冲种子激光均是单次通过各自对应的固体激光放大器，此时不再需要精确的控制两个激光器同时开始振荡与同时产生，只需要一个可调节激光延迟线元件即可，通过调节该可调节激光延迟线元件即能保证两个脉冲出射激光束到达受激布里渊散射介质中相交点的时间差在介质的声子寿命以内，采用这样的方式，既实现了脉冲出射激光束的能量灵活控制，同时实现了装置的简单化，相对于采用将连续种子光注入两个固体激光器而言，减少了一个恒定激光延迟线元件。
其中的可旋转反射镜可以是一个也可以是两个，如果是一个，通过旋转该反射镜可以调节两激光束(9)和(10)相交的位置，从而可以实现受激散射介质放置位置的灵活性，特别是对于激光器与受激散射介质均不容易改变位置的情况，此时可以调节可旋转反射镜从而简单实现受激布里渊散射的发生。
在优选的情况下，使用两个可旋转反射镜(7)和(11)，在这种情况下，通过调节两个可旋转反射镜，不仅可以调节两束激光束相交的位置，同时可以调节两激光束之间的夹角，在激光束具有相同截面积的前提下，两束激光束的夹角越小，两激光束发生重叠的距离就越大，从而可以进一步放大产生的受激布里渊散射信号。其中两束激光束的夹角小于10度，优选小于5度。
附图说明
附图1给出了本发明的装置具有一个可旋转反射镜的实施例。
附图2给出了本发明的装置具有两个可旋转反射镜的实施例。
附图3给出了可旋转反射镜处于不同位置处两脉冲出射激光束之间夹角的变化。
具体实施方式
实施例1：
如附图1所示，该受激布里渊散射发生装置包括：种子激光源(1)，50/50分束镜(2)，可调节激光延迟线元件(3)，第一固体激光放大器(4)，反射镜(5)，第二固体激光放大器(6)，可旋转反射镜(7)，受激布里渊散射介质(8)。
种子激光源(1)是脉冲激光源，产生脉冲种子激光，脉冲种子激光经50/50分束镜(2)之后，分成两路脉冲种子激光，第一路脉冲种子激光经过可调节激光延迟线元件(3)之后注入第一固体激光放大器(4)，从而产生第一脉冲出射激光束(9)，第一脉冲出射激光束射入受激布里渊散射介质(8)，第二路脉冲种子激光经过反射镜(5)反射注入第二固体激光放大器(6)，产生第二脉冲出射激光束(10)，该第二脉冲出射激光束(10)经过可旋转反射镜(7)反射偏转之后以与第一脉冲出射激光束(9)在受激布里渊介质中相交的方式射入受激布里渊介质(8)，并且满足第二脉冲出射激光束(10)到达相交点的时间不早于第一脉冲出射激光束(9)到达相交点的时间，其中第二出射激光束(10)与第一出射激光束(9)到达相交点的时间差小于或等于受激布里渊散射介质(8)的声子寿命，其中，所述的两个固体激光器是相同的固体激光放大器，并且所述的两路脉冲种子激光均是单次通过各自对应的固体激光放大器，可调节激光延迟线元件(3)的作用是用于产生两束脉冲出射激光束到达相交点的时间差。通过调节可旋转反射镜(7)的角度可以实现不同位置处介质的受激布里渊散射的发生。
实施例2：
如附图2所示，该受激布里渊散射发生装置包括：脉冲种子激光源(1)，50/50分束镜(2)，可调节激光延迟线元件(3)，第一固体激光放大器(4)，反射镜(5)，第二固体激光放大器(6)，第一可旋转反射镜(7)，第二可旋转反射镜(11)，受激布里渊散射介质(8)。
脉冲种子激光源(1)产生脉冲种子激光，脉冲种子激光经50/50分束镜(2)之后，分成两路脉冲种子激光，第一路脉冲种子激光经过可调节激光延迟线元件(3)之后注入第一固体激光放大器(4)，从而产生第一脉冲出射激光束(9)，第一脉冲出射激光束射入受激布里渊散射介质(8)，第二路脉冲种子激光经过反射镜(5)反射注入第二固体激光放大器(6)，产生第二脉冲出射激光束(10)，该第二脉冲出射激光束(10)经过第一可旋转反射镜(7)和第二可旋转反射镜(11)反射偏转之后以与第一脉冲出射激光束(9)在受激布里渊介质中相交的方式射入受激布里渊介质(8)，并且满足第二脉冲出射激光束(10)到达相交点的时间不早于第一脉冲出射激光束(9)到达相交点的时间，其中第二出射激光束(10)与第一出射激光束(9)到达相交点的时间差小于或等于受激布里渊散射介质(8)的声子寿命，其中所述的两个固体激光器是相同的固体激光放大器，并且所述的两路脉冲种子激光均是单次通过各自对应的固体激光放大器，可调节激光延迟线元件(3)的作用是用于产生两束脉冲出射激光束到达相交点的时间差。
其中第二可旋转反射镜安装在一个导轨上，通过该导轨，优选可以使用具有导轨的步进电机，第二可旋转反射镜可以沿着导轨纵向移动，通过调节第二可旋转反射镜的纵向位置，可以调节第一脉冲激光束(9)和第二脉冲激光束(10)在第二可旋转反射镜(11)位置处之间的距离，从而改变两束脉冲出射激光束之间的夹角，使得两者之间的夹角小于或等于10，甚至是5度以下，从而增加两个激光束的相交距离，并且，通过调节两个可旋转反射镜的角度，还可以实现不同位置处介质的受激布里渊散射的发生。
附图3以图示的方式给出了通过调节可旋转反射镜(11)的位置而改变第一脉冲出射激光束(9)和第二脉冲出射激光束(10)之间的夹角。也即可旋转反射镜越靠近上面，两脉冲出射激光束之间的夹角越小。
Claims (9)
1.一种受激布里渊散射发生装置，其特征在于：该装置包括：脉冲种子激光源(1)，50/50分束镜(2)，可调节激光延迟线元件(3)，第一固体激光放大器(4)，反射镜(5)，第二固体激光放大器(6)，可旋转反射镜，受激布里渊散射介质(8)，
脉冲种子激光源(1)产生脉冲种子激光，脉冲种子激光经50/50分束镜(2)之后，分成两路脉冲种子激光，第一路脉冲种子激光经过可调节激光延迟线元件(3)之后注入第一脉冲固体激光放大器(4)，从而产生第一脉冲出射激光束(9)，第一脉冲出射激光束射入受激布里渊散射介质(8)，第二路脉冲种子激光经过反射镜(5)反射注入第二固体激光放大器(6)，产生第二脉冲出射激光束(10)，该第二脉冲出射激光束(10)经过可旋转反射镜反射偏转之后以与第一脉冲出射激光束(9)在受激布里渊介质中相交的方式射入受激布里渊介质(8)，通过调节可调节激光延迟线(3)使得第二脉冲出射激光束(10)到达相交点的时间不早于第一脉冲出射激光束(9)到达相交点的时间，其中第二出射激光束(10)与第一出射激光束(9)到达相交点的时间差小于或等于受激布里渊散射介质(8)的声子寿命，其中，所述的两个固体激光器是相同的固体激光放大器，并且所述的两路脉冲种子激光均是单次通过各自对应的固体激光放大器，通过调节可旋转反射镜的角度可实现不同位置处介质的受激布里渊散射的发生。
2.如权利要求1所述的受激布里渊散射发生装置，其特征在于：其中所述的可旋转反射镜只有一个。
3.如权利要求1所述的受激布里渊散射发生装置，其特征在于：其中所述的可旋转反射镜有两个，包括第一可旋转反射镜(7)和第二可旋转反射镜(11)，通过调节第二可旋转反射镜(11)的位置改变所述第一脉冲出射激光束(9)与第二脉冲出射激光束(10)在第二可旋转反射镜(11)位置处之间的距离，从而实现调节上述两脉冲出射激光束之间的夹角。
4.如权利要求3所述的受激布里渊散射发生装置，其特征在于：其中所述的两脉冲出射激光束之间的夹角小于或等于10度。
5.如权利要求4所述的受激布里渊散射发生装置，其特征在于：其中所述的两脉冲出射激光束之间的夹角小于或等于5度。
6.如权利要求3所述的受激布里渊散射发生装置，其特征在于：其中所述的第二可旋转反射镜(11)安装在导轨上，通过该导轨调节所述第二可旋转反射镜的位置。
7.如权利要求6所述的受激布里渊散射发生装置，其特征在于：其中所述的导轨是安装有步进电机的导轨。
8.一种受激布里渊散射发生方法，其特征在于：该方法通过脉冲种子激光源(1)产生脉冲种子激光，脉冲种子激光经50/50分束镜(2)之后，分成两路脉冲种子激光，第一路种子激光经过可调节激光延迟线元件(3)之后注入第一固体激光放大器(4)，从而产生第一脉冲出射激光束(9)，第一脉冲出射激光束射入受激布里渊散射介质(8)，第二路脉冲种子激光经过反射镜(5)反射注入第二固体激光放大器(6)，产生第二脉冲出射激光束(10)，该第二脉冲出射激光束(10)经过可旋转反射镜反射偏转之后以与第一脉冲出射激光束(9)在受激布里渊介质中相交的方式射入受激布里渊介质(8)，通过调节可调节激光延迟线元件(3)使得第二脉冲出射激光束(10)到达相交点的时间不早于第一脉冲出射激光束(9)到达相交点的时间，其中第二脉冲出射激光束(10)与第一脉冲出射激光束(9)到达相交点的时间差小于或等于受激布里渊散射介质(8)的声子寿命，其中，所述的两个固体激光器是相同的固体激光放大器，并且所述的两路脉冲种子激光均是单次通过各自对应的固体激光放大器，通过调节可旋转反射镜(7)的角度可以实现不同位置处介质的受激布里渊散射的发生。
9.如权利要求8所述的受激布里渊散射发生方法，其特征在于，其中所述的可旋转反射镜包括第一可旋转反射镜(7)和第二可旋转反射镜(11)，其中所述的第二可旋转反射镜(11)安装在导轨上，通过调节第二可旋转反射镜(11)的位置改变所述第一脉冲出射激光束(9)与第二脉冲出射激光束(10)在第二可旋转反射镜(11)位置处之间的距离，从而实现调节上述两脉冲出射激光束之间的夹角。
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