[发明专利]一种生成高功率光学外差激光干涉模式的装置及方法

权利要求书

1.一种生成高功率光学外差激光干涉模式的装置，其特征在于，该装置包括：单频激光光源（1）、多个保偏分光器（2）、多个光学移频器（3）、多个激光耦合系统（4）、多个多级激光功率放大器（5）、多个频率转换器（6）和多个俯仰/倾斜调整镜（7）；其中：单频激光光源（1）输出的光束先后入射至多个保偏分光器（2），多个保偏分光器（2）将接收的光束分成两束以上偏振态相似的光束输出给多个光学移频器（3），多个光学移频器（3）将接收的每束光微量改变光学频率输出给多个激光耦合系统（4），多个激光耦合系统（4）将接收的光束整形后入射至多个多级激光功率放大器（5），每个多级激光功率放大器（5）中的最后一级激光功率放大器输出光束入射至多个频率转换器（6），多个频率转换器（6）大范围改变每束光的光学频率，产生期望波长的移频光束；每束移频光束通过俯仰/倾斜调整镜（7）后在期望距离处叠加在一起，调整每束移频光束的传播方向获得期望的外差干涉模式（8）。

2.如权利要求1所述的一种生成高功率光学外差激光干涉模式的装置，其特征在于，所述微量改变频率为相对频率改变量<0.1%，所述大范围改变频率为相对频率改变量>1%。

3.如权利要求1所述的一种生成高功率光学外差激光干涉模式的装置，其特征在于，所述单频激光光源（1）为固体单频激光源或光纤单频激光源，光谱带宽小于300MHz。

4.如权利要求1所述的一种生成高功率光学外差激光干涉模式的装置，其特征在于，所述保偏分光器（2）为分光棱镜或分光平板或分光薄膜。

5.如权利要求1所述的一种生成高功率光学外差激光干涉模式的装置，其特征在于，所述光学移频器（3）为声光移频器。

6.如权利要求1所述的一种生成高功率光学外差激光干涉模式的装置，其特征在于，所述激光耦合系统（4）为透射式耦合光学系统或反射式耦合光学系统或折返式耦合光学系统。

7.如权利要求1所述的一种生成高功率光学外差激光干涉模式的装置，其特征在于，所述多级激光功率放大器（5）为固体功率放大器或光纤功率放大器。

8.如权利要求1所述的一种生成高功率光学外差激光干涉模式的装置，其特征在于，所述频率转换器（6）为光学倍频器。

9.如权利要求1所述的一种生成高功率光学外差激光干涉模式的装置，其特征在于，所述俯仰/倾斜调整镜（7）为快反镜。

10.基于权利要求1-9中任一项所述生成高功率光学外差激光干涉模式的装置的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、单频激光光源（1）产生带宽<300MHz、光束质量M²<1.5的激光束，该光束通过多个保偏分光器（2）分成多束偏振态相同或相似的光束；

步骤二、经过步骤一分光后的每束光均入射至一个光学移频器（3），微量改变每束光的光学频率，使每两束光的外差频率均不同；每束移频光束经过激光耦合系统（4）整形后入射至多级激光功率放大器（5），利用多级放大使出射光束能量或功率达到期望值；

步骤三、经过步骤二放大后的移频光束通过频率转换器（6）大范围改变光学频率，产生期望频率或波长的光束；然后每束移频光束均入射至一个俯仰/倾斜调整镜（7），俯仰/倾斜调整镜（7）调整每束移频光束的传播方向，在期望距离处产生多束移频光束的叠加，从而实现期望的光学外差干涉模式。