CN105353575B - 脉冲激光高效的受激布里渊散射装置 - Google Patents

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Abstract

一种脉冲激光高效的受激布里渊散射装置，包括脉冲激励光光源(1)，整形透镜(2)，周期性透射/反射转盘(4)，容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)，第一全反射镜(6)，第二全反射镜(7)，第三全反射镜(8)。

Description

脉冲激光高效的受激布里渊散射装置
技术领域
本发明涉及受激布里渊散射，尤其涉及一种提高受激布里渊散射光强的装置，属于光电子技术领域。
背景技术
受激布里渊散射属于非线性散射当中一种非常重要的散射现象，现有技术中关于受激布里渊散射的研究已经很多，其中都需要借助特定的装置和光路设计才能实现受激布里渊散射的发生与观察，现有技术的受激布里渊散射装置在光路的设计上一般分为两种，一种是信号光与激励光同光路，另外一种是激励光与泵浦光存在交叉角度，针对这两种形式的受激布里渊散射，对于第一种情况来说，如果是在液体或气体介质中进行受激布里渊散射，则需要专门容置受激布里渊散射介质的容器，在外部进行光路设计，使得信号光和激励光在介质当中同光路传播，或者只是在介质中打入激励光，利用自发的布里渊散射光作为信号光，而对于光纤介质来说，由于光在光纤内的传输都是严格限制在光纤内部的，所以光路必定是同光路的，对于同光路的受激布里渊散射来说，相应的容器一般为透明的圆筒形或规则的矩形或正方形，在进行受激布里渊散射实验的时候只需要在同一光路顺序入射产生信号光的激光和用于放大的激光即可，对于信号光和激励光存在夹角的受激布里渊散射来说，则相应的容器需要特定化设计，例如为了最小化的光反射损失，需要保持信号光与激励光的交叉角度为90度，但是，无论对于哪种情况来说，激励光都是一次通过受激布里渊散射介质，实际上，当激励光一次通过介质之后，其能量被转化到信号光的部分只是很少一部分，大部分激励光在通过之后就浪费掉了，这样的结果就是使得受激布里渊的信号光不能得到很大的增强，并且还造成了能源的极大浪费。
本发明就是针对上述问题提出来的，以解决现有技术中受激布里渊散射光强小，激励光浪费严重的问题。
发明内容
根据本发明的一实施例，提供了一种脉冲激光高效的受激布里渊散射装置，包括脉冲激励光光源(1)，整形透镜(2)，周期性透射/反射转盘(4)，容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)，第一全反射镜(6)，第二全反射镜(7)，第三全反射镜(8)，其特征在于：它们的设置关系为：激励光光源(1)，整形透镜(2)，周期性透射/反射转盘(4)，容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)和第一全反射镜(6)沿光路顺序依次设置，其中所述周期性透射/反射转盘(4)和第一全反射镜(6)与经过整形透镜(2)整形后的光束成角度设置，从容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)出射的光束由第一全反射镜(6)反射到第二全反射镜(7)上，再由第二全反射镜(7)反射到第三全反射镜(8)上，再由第三全反射镜(8)反射到周期性透射/反射转盘(4)上，然后由周期性透射/反射转盘(4)再次以与激励光同轴的方式反射进入容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)，所述周期性透射/反射转盘(4)为一个圆盘结构，在该圆盘的边缘周期性的间隔分布着多个透光圆孔，透光圆孔之外的区域均为反射面，该转盘(4)被安装在高速转轴上，工作时，高速转轴带动转盘(4)高速旋转，当旋转到圆孔对应光路时，由光束整形透镜整形后的脉冲激光光源通过转盘(4)上的圆孔进入容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)，当激励光穿过容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)后会被所述三个全反射镜反射到所述转盘(4)上，此时正好所述转盘(4)转动到非圆孔的反射面位于光路上，这些剩余的被反射的激励光就被所述转盘(4)再次反射进入所述介质(5)内，从而使得激励光得到再次利用。
根据本发明的另外一实施例，还包括位于整形透镜(2)和周期性透射/反射转盘(4)之间的二向色镜(3)，所述二向色镜(3)与经过整形透镜(2)整形后的光束成角度设置，该二向色镜透射激励光并将后向传播的布里渊散射信号光反射到探测器(9)上。
根据本发明的另外一实施例，还包括信号光光源(10)，所述信号光光源(10)射出的信号光经由半透半反镜(11)以与激励光非零角度的方式在容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)相交，所述的半透半反镜(11)将后向传播的受激布里渊散射信号光反射到探测器(9)上。
附图说明
附图1是本发明高效的受激布里渊散射装置的第一实施例的示意图；
附图2是本发明高效的受激布里渊散射装置的第二实施例的示意图；
附图3示出了本发明所采用的周期性透射/反射转盘4的结构示意图。
在上述的两个图中，1表示激励光光源，2整形透镜，3表示二向色镜，4表示周期性透射/反射转盘，5表示容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质，6-8表示全反射镜，9表示探测器，10表示信号光光源，11表示半透半反镜。
具体实施方式
下面将在结合附图1的基础上详细描述本发明的第一实施例，在该实施例中，受激布里渊散射的信号光与激励光是同光路的，此处既可以具有信号光光源，也可以不具有信号光光源，在不具有信号光光源的情况下，布里渊散射光是激励光在介质中传播时所产生的自发性的布里渊散射光。该装置包括激励光光源1，整形透镜2，二向色镜3，周期性透射/反射转盘4，容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质5，全反射镜6-8，探测器9，它们的设置关系为：激励光光源1，整形透镜2，二向色镜3，周期性透射/反射转盘4，容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质5和全反射镜6沿光路顺序依次设置，其中二向色镜3与经过整形透镜2整形后的光束成角度设置，该二向色镜透射激励光并将后向传播的布里渊散射信号光反射到探测器9上，所述周期性透射/反射转盘4和全反射镜6同样与经过整形透镜2整形后的光束成角度设置，从容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质5出射的光束由全反射镜6反射到全反射镜7上，再由全反射镜7反射到全反射镜8上，再由全反射镜8反射到周期性透射/反射转盘4上，然后由周期性透射/反射转盘4再次以与激励光同轴的方式反射进入容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质5，其中的激励光源1为脉冲激光光源。
下面将在结合附图2的基础上详细描述本发明的第二实施例，在该实施例中，不同于第一实施例，其中信号光与激励光在容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质5内部以非零角度相交，该装置包括：激励光光源1，整形透镜2，周期性透射/反射转盘4，容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质5，全反射镜6-8，探测器9，信号光光源10，半透反射镜11，它们的设置关系为：激励光光源1，整形透镜2，周期性透射/反射转盘4，容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质5和全反射镜6沿光路顺序依次设置，所述周期性透射/反射转盘4和全反射镜6与经过整形透镜2整形后的光束成角度设置，从容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质5出射的光束由全反射镜6反射到全反射镜7上，再由全反射镜7反射到全反射镜8上，再由全反射镜8反射到周期性透射/反射转盘4上，然后由周期性透射/反射转盘4再次以与激励光同轴的方式反射进入容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质5，所述信号光光源10射出的信号光经由半透半反镜11以与激励光非零角度的方式在容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质5相交，所述的半透半反镜11将后向传播的受激布里渊散射信号光反射到探测器9上。
下面对于上述两个实施例的工作原理及过程进行详细的描述，由于受激布里渊散射的发生与检测属于本领域所公知的技术，所以对于此部分不再进行详细的描述，下面描述的重点在于激励光的光路上，本发明采用了一种特殊的装置，也即周期性透射/反射转盘4，其结构如图3所示，该转盘4为一个圆盘结构，在该圆盘的边缘周期性的间隔分布着多个透光圆孔，透光圆孔之外的区域均为反射面，该转盘4被安装在高速转轴上，工作时，高速转轴带动转盘4高速旋转，当旋转到圆孔对应光路时，由光束整形透镜整形后的脉冲激光光源通过转盘4上的圆孔进入受激布里渊散射介质5，当激励光穿过介质5后会被全反射镜6-8反射到转盘4上，此时正好转盘转动到非圆孔的反射面位于光路上，这些剩余的被反射的激励光就被转盘4再次反射进入介质5内，从而使得激励光得到再次利用。

Claims (3)

1.一种脉冲激光高效的受激布里渊散射装置，包括脉冲激励光光源(1)，整形透镜(2)，周期性透射/反射转盘(4)，容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)，第一全反射镜(6)，第二全反射镜(7)，第三全反射镜(8)，其特征在于：它们的设置关系为：激励光光源(1)，整形透镜(2)，周期性透射/反射转盘(4)，容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)和第一全反射镜(6)沿光路顺序依次设置，其中所述周期性透射/反射转盘(4)和第一全反射镜(6)与经过整形透镜(2)整形后的光束成角度设置，从容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)出射的光束由第一全反射镜(6)反射到第二全反射镜(7)上，再由第二全反射镜(7)反射到第三全反射镜(8)上，再由第三全反射镜(8)反射到周期性透射/反射转盘(4)上，然后由周期性透射/反射转盘(4)再次以与激励光同轴的方式反射进入容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)，所述周期性透射/反射转盘(4)为一个圆盘结构，在该圆盘的边缘周期性的间隔分布着多个透光圆孔，透光圆孔之外的区域均为反射面，该转盘(4)被安装在高速转轴上，工作时，高速转轴带动转盘(4)高速旋转，当旋转到圆孔对应光路时，由光束整形透镜整形后的脉冲激光光源通过转盘(4)上的圆孔进入容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)，当激励光穿过容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)后会被所述三个全反射镜反射到所述转盘(4)上，此时正好所述转盘(4)转动到非圆孔的反射面位于光路上，这些剩余的被反射的激励光就被所述转盘(4)再次反射进入所述介质(5)内，从而使得激励光得到再次利用。
2.根据权利要求1的脉冲激光高效的受激布里渊散射装置，其特征在于，还包括位于整形透镜(2)和周期性透射/反射转盘(4)之间的二向色镜(3)，所述二向色镜(3)与经过整形透镜(2)整形后的光束成角度设置，该二向色镜透射激励光并将后向传播的布里渊散射信号光反射到探测器(9)上。
3.根据权利要求1的脉冲激光高效的受激布里渊散射装置，其特征在于：还包括信号光光源(10)，所述信号光光源(10)射出的信号光经由半透半反镜(11)以与激励光非零角度的方式在容置受激布里渊散射介质的容器或受激布里渊散射介质(5)相交，所述的半透半反镜(11)将后向传播的受激布里渊散射信号光反射到探测器(9)上。
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