[发明专利]连续泵浦合束镜前置的受激布里渊散射发生装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种布里渊散射激光装置，属于光电子探测技术领域。

背景技术

目前利用布里渊散射进行水下目标探测的技术已经得到实际的应用，在该技术发展中的一个最大挑战就是探测距离的问题，众所周知，淡水或海水的可见光窗口在532nm附近，但是即使使用该波长的激光作为布里渊散射水下探测的激光波长，由于实际中所探测的海域或者湖泊水质不同，特别是随着近年来环境污染的加剧，目前普遍存在着各种水域水质差，水质差对于激光水下探测所带来的直接影响就是严重影响了激光的传输距离，即使在没有污染的水域当中，由于介质水对于532nm的激光衰减系数相对来说还是一个较大的数值，特别是对于利用受激布里渊散射的散射光进行各种探测的装置来说，为了达到较长的探测距离，就需要大功率的激光器，但是大功率的激光不仅需要高昂的造价，其维护，使用在各方面所需要的费用都很高，更加不利的一个方面就是激光器的输出功率越大一般都会具有各大的体积，而大体积的激光器对于一些领域的应用来说是不可取的，因为在一些应用中，没有那么大的空间来容置大体积的激光器，而对于一些在移动目标上进行探测的装置来说，大体积显然更是不可取的。为了在不增加体积或者在增加很小体积的基础上获取更长的受激布里渊探测距离，现有技术中分别提出了各种解决方案。其中一种技术方案就是利用另外一束具有相同频率以及相同偏振态的激光对产生的回传受激布里渊散射光进行放大，也即对产生的受激布里渊散射光进行二次受激放大，以提高回传的受激布里渊散射光的光强，从而保证接收端的传感器能够接收到足够的受激布里渊散射光信号以在此基础上进行分析获得所需的探测介质信息，目前在用于放大的激光与受激布里渊散射光光路的配置上存在两种方式，一种方式是将两路光束进行交叉，另外一种方式则是将两路光束路径重合设置。附图1和附图2所显示的都属于交叉设置的情况，其中附图1中利用两个反射镜102和103将一束激光101分为两束，然后再将分开的两束激光在受激布里渊散射介质104中相交，以对产生的受激布里渊散射光进行放大，在该装置当中，由于是将一束激光束分成了两束，所以这两束激光在频率以及偏振态上是完全一样的，该装置构造简单，但是存在两个问题，一个问题是由于是将一束激光束分为了两束，所以必然导致两束激光束的能量都不是很高，第二个问题是由于是使用相交的方式，所以就导致两束光的相互作用距离非常短，导致激光束的利用不充分。附图2示出了相交设置的另外一种方式，为了改进将一束激光束分为两束而导致每个能量都变小的问题，提出了使用两个激光器201发出的光束借助反射镜202进行相交入射到受激布里渊散射介质203，其中每个都是一个独立的激光器，所以能量也就不会变小，为了保证两个激光器发出的激光在性质上完全相同以保证受激放大的发生，需要使用同一个种子激光分别注入到两个激光器中，这样，该系统虽然解决了激光束能量变小的问题，但是该装置还是不能解决相互作用距离短的问题。为了解决相互作用距离短的问题，最好的方法是将两束激光束的光路进行重叠设置，在已有的光路重叠设置中如已公开的中国专利申请CN101266342A所揭示的，为了实现将两个脉冲激光束以有时差(这是产生二次受激布里渊放大所需要的)的重合到一条光路上，该装置利用光电晶体将两束偏振状态不同的激光束进行控制，从而保证既能将两束脉冲激光以有时差的方式耦合到一条光路上，并且还能保证达到受激布里渊散射介质时具有相同的偏振态，此装置中需要同时使用偏振耦合镜以及电光晶体实现前后两束激光的偏振态控制，不仅结构复杂，同时对于电光晶体的要求很高，而且还伴随着以下问题，在这种装置中所使用的两束激光束要么是将一束激光分成两束，这样就会导致两束激光能量的变小，如果是使用两台激光器产生的两路激光束，虽然保持了能量强度没有变小，但是由于使用两台激光器则会相应的占用更多的空间，因为两台激光器显然需要占据了多一倍的空间，而空间问题在很多情况下是不能解决的或者解决起来很困难，要么就会造成成本的迅速增加。

发明内容

本发明就是为了解决上述的技术问题而提出来的，不仅可以实现两路性质相同的激光束具有时差的光路重合，而且还可以实现装置的体积没有显著变大，其中的时差是可以调节的，其时差的调节可以根据受激布里渊散射放大的最优化进行设置，当然，如果将上述装置用于其它的需要将性质相同的两路激光束进行具有时差的光路重合，那么其中的时差就根据实际的需要进行调节，也即该装置不仅可以用于受激布里渊放大的应用，同样还可以应用到类似的需要此类装置的系统中。