[发明专利]带有旋转楔形板的受激布里渊散射相位共轭镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种相位共轭镜。

背景技术

随着激光脉冲能量和重复率的提高，传统受激布里渊散射(SBS)过程中不考虑的介质热吸收问题已经不可忽视了。对于高能量重复率的激光脉冲，不仅会在高吸收率的介质中发生很大的热吸收而带来明显的反射率下降等问题，即使是对于较低吸收率的介质，高能量重复频率的激光脉冲长时间作用于介质也会引起可观的热吸收。而热吸收不仅是损耗了入射激光脉冲的能量，同时还可能引起较大的温度梯度，导致液体介质折射率变化，从而影响SBS的能量反射率和稳定性。当重复频率、入射能量、吸收系数达到一定程度时，还有可能引发介质的受激热散射，从而与SBS竞争，降低能量反射率、稳定性及相位保真度。    

发明内容

本发明的目的是解决目前传统受激布里渊散射过程中介质存在热吸收严重的问题，提供了一种带有旋转楔形板的受激布里渊散射相位共轭镜。

带有旋转楔形板的受激布里渊散射相位共轭镜，它包括SBS介质池、聚焦透镜以及SBS介质，所述SBS介质装于SBS介质池中，SBS介质池位于聚焦透镜的像方光路上，它还包括楔形板、旋转电机和连接轴，楔形板位于聚焦透镜的物方光路上，楔形板的中心开有圆孔，连接轴的一端固定连接旋转电机的旋转轴，连接轴的另一端穿过楔形板中心的圆孔并与楔形板固定连接。

本发明的相位共轭镜，通过在SBS相位共轭镜聚焦透镜前引入一个可旋转的楔形板，使光束通过旋转楔形板并经聚焦透镜后，激光焦点在焦平面上随着楔形板的旋转而做圆周运动，使得前后脉冲的焦点不重合，能够改善介质中的热吸收问题。

附图说明

图1为本发明的相位共轭镜的结构示意图；图2为焦平面上光斑位置的示意图；图3为直径50mm的楔形板的正视图；图4为直径50mm、最薄端厚度3mm、最厚端厚度3.5mm的楔形板的侧视图；图5为直径50mm、最薄端厚度3mm、最厚端厚度4.0mm的楔形板的侧视图；图6为直径80mm的楔形板的正视图；图7为直径80mm、最薄端厚度3mm、最厚端厚度3.8mm的楔形板的侧视图；图8为直径80mm、最薄端厚度3mm、最厚端厚度4.6mm的楔形板的侧视图；图9为光束在楔形板中的光路图；图10为光束经过楔形板和聚焦透镜后在介质中焦点位置的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的带有旋转楔形板的受激布里渊散射相位共轭镜，它包括SBS介质池1、聚焦透镜2以及SBS介质5，所述SBS介质5装于SBS介质池1中，SBS介质池1位于聚焦透镜2的像方光路上，它还包括楔形板3、旋转电机4和连接轴6，楔形板3位于聚焦透镜2的物方光路上，楔形板3的中心开有圆孔，连接轴6的一端固定连接旋转电机4的旋转轴，连接轴6的另一端穿过楔形板3中心的圆孔并与楔形板3固定连接。

激光入射到楔形板3表面后，从楔形板3出射的透射光经聚焦透镜2聚焦至SBS介质5内，并且当聚焦到SBS介质5内的激光的光功率密度高于SBS阈值时，产生受激布里渊散射光；

所述旋转电机4，用于带动楔形板3以楔形板中心轴线为中心轴作旋转运动。

所述旋转电机4和楔形板3、聚焦透镜2配合使用时，能够使SBS介质5中的聚焦光斑也呈现旋转运动，且旋转的中心为光路中未设置楔形板3时、SBS介质内的聚焦光斑。

其中，SBS为受激布里渊散射的英文缩写。本实施方式通过在SBS相位共轭镜聚焦透镜前引入一个可旋转的楔形板，使光束通过旋转楔形板并经聚焦透镜后，激光焦点在焦平面上随着楔形板的旋转而做圆周运动，使得前后脉冲的焦点不重合，能够改善介质中的热吸收问题，从而有效改善液体介质的SBS效果，实现高重复频率高负载相位共轭镜。能够有效改善受激布里渊散射过程中介质的热吸收问题，

具体实施方式二：与实施方式一不同的是，本实施方式的SBS介质池1为圆柱形元件，且聚焦透镜2与SBS介质池1的端面紧邻放置，SBS介质5充满SBS介质池1，令f表示聚焦透镜2在SBS介质5内的有效焦距，θ_L表示入射激光的发散角，R表示激光在SBS介质5内的聚焦光斑中心偏离入射激光光轴的垂直距离，R₀表示SBS介质池1的横截面半径，R满足如下关系：

2f×θ_L≤R≤R₀。