CN105242475B - 一种阶梯型受激布里渊散射容器及方法 - Google Patents

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Abstract

一种受激布里渊散射容器，该容器横截面的高度为阶梯性变化，并且是从光的入射端到光出射端，高度是从大变小，其中的阶梯数至少包括两个，当要求入射到受激布里渊散射容器上的两束光之间的夹角为δ，两束光在容器的入射面处与容器表面之间的交点分别为a和b，a和b之间的长度为L1，那么容器的第一段和第二段的长度之和L2应当满足其中第一段的高度最高，第二段的高度次之，第三段的高度最低，其中H为高度较低的第二段的高度或直径，h为高度最低的第三段的高度或直径，使用该容器结构能够产生增强的受激布里渊散射信号。

Description

一种阶梯型受激布里渊散射容器及方法
技术领域
本发明涉及一种受激布里渊散射容器及利用该容器进行散射的方法，属于光学技术领域。
背景技术
现有技术的受激布里渊散射装置一般分为两种，一种是信号光与泵浦光同光路，另外一种是信号光与泵浦光存在交叉角度，其中各有利弊，同光路的需要将参与受激散射的两束光整合到完全相同的路径上，一般采取两种方式，一种是利用半透半反镜，另外一种是使用偏振分束镜，但是无论哪种情况带来的突出问题都是损失较多的光能量。对于存在交叉角度的情况，则不必使用半透半反镜，也不需要使用偏振分束镜，不会带来光能量的损失，但是其缺点也是明显的，那就是由于两束光的传播路径不是重叠的，只是在一段路径上甚至是一个点上相交，所以导致它们的所用距离短，虽然参与受激散射的两束光的能量都比较强，但是由于作用距离特别短，所以产生的受激布里渊散射信号通常都比较弱。为了延长作用距离，能够想到的办法就是缩小两束光之间的夹角或者增加交叉的次数。增加相交的次数可在长的容器内增加反射面，反射后再次相交。常用的受激布里渊散射容器如图1所示，其为圆柱形或者长方体，针对这种容器，如果想要实现较大的受激布里渊散射信号，则需要缩小两束光之间的夹角，同时增加交叉的次数，但是，为了实现上述两点，需要不断延长容器的长度，因为无论是缩小交叉角度，还是增加相交的次数都需要较长的距离，这就需要更长的容器来提供这个距离，延长容器的长度带来的缺陷也是明显的，就是距离虽然延长了好多，但是实际的两束光的作用长度增加有限，例如可能50cm容器长度的增加才换来增加一次的相交，这样，实际上受激布里渊散射光在容器内部传播的距离也会增加，受激散射光在这种介质内传播同样会面临衰减，结果往往是增加一次相交或缩小交叉角度带来的受激布里渊散射作用距离的增加所产生的受激布里渊散射的增强被增加的传播距离衰减掉了，有时甚至衰减掉的更多，这样做了以后不仅没有获得增强的受激布里渊散射，得到受激布里渊散射信号反而更小，得不偿失。
发明内容
本发明就是针对上述问题提出来的，提供了一种受激布里渊散射容器及利用该容器进行受激布里渊散射的方法，使用本发明的受激布里渊散射容器，通过平衡交叉次数或交叉角度与容器的长度，可解决受激布里渊散射光强不能得到增强的问题，从而可获得显著增强的受激布里渊散射光。
为解决上述问题，根据本发明的一实施例，提供了一种受激布里渊散射容器，其特征在于：该容器横截面的高度为阶梯性变化，并且是从光的入射端到光出射端，高度是从大变小，其中的阶梯数为两个，当要求入射到受激布里渊散射容器上的两束光之间的夹角为6，两束光在容器的入射面处与容器表面之间的交点分别为a和b，a和b之间的长度为L1，那么容器的第一段和第二段的长度之和L2应当满足其中第一段的高度最高，第二段的高度次之，第三段的高度最低，其中H为高度较低的第二段的高度或直径，h为高度最低的第三段的高度或直径，使用该容器结构能够产生增强的受激布里渊散射信号。
根据本发明的一实施例，所述容器的截面为矩形或圆形。
根据本发明的一实施例，
根据本发明的一实施例，受激布里渊散射容器整个的长度L3满足条件
根据本发明的一实施例，提供了一种利用受激布里渊散射容器进行受激布里渊散射的方法，其特征在于，以交叉角度6在容器的入射端入射两束泵浦光。
附图说明
附图1是现有技术中的受激布里渊散射容器示意图；
附图2是本发明中所使用受激布里渊散射容器的示意图。
具体实施方式
下面将在结合附图的基础上详细描述本发明的受激布里渊散射容器。附图2示出了本发明的受激布里渊散射容器，该容器横截面的高度为阶梯性变化，并且是从光的入射端到光出射端，高度是从大变小，其中的阶梯数为两个，在图2给出的实施例中，阶梯数即为2个。容器的截面可为已知的形状，例如矩形，圆形等。
其中所述受激布里渊散射容器需要满足下述的关系式：当要求入射到受激布里渊散射容器上的两束光之间的夹角为6，两束光在容器的入射面处与容器表面之间的交点分别为a和b，a和b之间的长度为L1，那么容器第一段和第二段的长度之和L2应当满足其中第一段的高度最高，第二段的高度次之，第三段的高度最低，其中H为高度较低的第二段的高度或直径，h为高度最低的第三段的高度或直径，6为参与受激布里渊散射的两束泵浦光之间的交叉角度，通过这样设置容器的第一阶梯相邻两段的长度之和，可保证使用该容器结构能够产生显著增强的受激布里渊散射信号，因为这样可以在保证交叉角度小的情况在短距离内实现受激布里渊散射两束光束的再一次相交(此时未考虑第三段的存在)，同时又不会破坏光束的传播路径。
其中优选的方式设置这样可以保证在最小的长度下实现最优化的设计，也即可以以最短的长度获得最大的受激布里渊散射信号。其中该长度L2不能小于因为若是小于这个长度，阶梯处竖直容器壁会对光路的传播造成影响，其产生的影响首先会衰减泵浦光的光强，同时由于信号光与泵浦光是同光路传播的，所以必定进而影响到受激布里渊散射信号光的强度及传播。
进一步的，对于受激布里渊散射容器整个的长度(也即第一段，第二段和第三段总的长度)L3应满足条件这样就可以保证两束泵浦光在第三段内实现第三次相交(图中未示出)，从而可以最大化受激布里渊散射信号光的强度。
以上只是针对该发明的具体说明，但是并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员预知的变形均处于本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种受激布里渊散射容器，其特征在于：该容器横截面的高度为阶梯性变化，并且是从光的入射端到光出射端，高度是从大变小，其中的阶梯数为两个，当要求入射到受激布里渊散射容器上的两束光之间的夹角为δ，两束光在容器的入射面处与容器表面之间的交点分别为a和b，a和b之间的长度为L1，那么容器的第一段和第二段的长度之和L2应当满足其中第一段的高度最高，第二段的高度次之，第三段的高度最低，其中H为高度较低的第二段的高度或直径，h为高度最低的第三段的高度或直径，使用该容器结构能够产生增强的受激布里渊散射信号。
2.如权利要求1所述的受激布里渊散射容器，其特征在于：所述容器的截面为矩形或圆形。
3.如权利要求1所述的受激布里渊散射容器，其特征在于：
4.如权利要求1所述的受激布里渊散射容器，其特征在于：受激布里渊散射容器整个的长度L3满足条件
5.一种利用权利要求1-4中任一受激布里渊散射容器进行受激布里渊散射的方法，其特征在于，以交叉角度δ在容器的入射端入射两束泵浦光。
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