[发明专利]一种输出脉宽连续可调谐的液体激光压缩器

说明书

本发明为一种输出脉宽连续可调谐的液体激光压缩器。该压缩器包括泵浦光源，该压缩器还包括控温系统和受激布里渊散射压缩池，通过控温系统控制受激布里渊散射压缩池内介质温度。压缩器包括依次按顺序设置的泵浦光源(1)、光束隔离系统(2)、光束分离系统(3)、温控模块(4)、TEC制冷片(5)，受激布里渊散射压缩池(6)、凹面反射镜(7)构成。受激布里渊散射压缩池(6)内的液体布里渊介质的布里渊参数随温度变化，通过控温系统控制介质池温度实现输出脉宽连续可调特性。本发明提供的脉宽可调节压缩器，结构简单可靠、亚纳秒输出、负载高、且有相位共轭的特性，有很高的工程适用性和商业价值。

技术领域

本发明涉及短脉冲激光压缩器技术领域，特别涉及一种通过温控实现输出脉宽连续可调的液体激光压缩器。

背景技术

大能量超短脉冲激光技术的发展显著推进了冲击动力学、高精度激光探测，激光医疗等领域的发展。随着相关领域需求的提升和应用场景的复杂化，对激光输出脉宽的可调谐要求也日益增高。现有的实现脉冲激光可调谐的方案主要有以下三种，这三种方案都有很大的不足，下面加以说明。

第一种为腔外斩波法，即通过斩波器和Pockels盒对输出脉冲进行斩断，实现脉宽的压缩。该方法能量转化效率极低，被斩断部分能量全部浪费，且受限于Pockels盒驱动电源，仅能应用与纳秒以上的长脉，不能应用于短脉冲领域。

第二种是通过改变谐振腔长度实现输出脉宽可调，该方案使用时需要不停调整谐振腔，工程适用度差，很难推广。

第三种调节脉宽的方法是由SBS脉宽压缩技术来实现的，如“实用新型专利号：95212767.9，专利名称：脉宽可调谐YAG激光器”该技术方案也需要在使用时不停改变SBS池间距等结构参数来实现脉宽可调，一方面很难实现工程化，另一方面调节精度低，调节范围有限。

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种通过控温系统实现亚纳秒脉冲可调谐的SBS压缩器。

发明内容

本发明的目的是克服现有的激光压缩器效率低、工程适应度差、很难实现连续可调的缺点，提出了一种结构简单、调节精度高、工程适用度强的脉宽可调谐的液体激光压缩器。该压缩器实现了大能量亚纳秒级脉宽的连续调节。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种输出脉宽连续可调谐的大能量亚纳秒液体激光压缩器，该压缩器包括泵浦光源，其特征在于，该压缩器还包括控温系统和受激布里渊散射压缩池，通过控温系统控制受激布里渊散射压缩池内介质温度。受激布里渊散射压缩池(6)内的液体布里渊介质的布里渊参数随温度变化，通过控温系统控制介质池温度的连续变化进而实现输出脉宽的连续可调特性。

上述方案中，所述受激布里渊散射压缩池(6)中介质采用液体碳氟化合物等，如FC-72、FC-77、FC-87、FC-84、FC-70、水H2O等，所述受激布里渊散射压缩池内的液体介质的声子寿命与粘度系数成反比，通过控温系统连续改变温度，使介质的声子寿命产生连续的变化。通过控制池中液体温度的变化，实现输出脉冲脉宽连续可调。

该压缩器还包括依次按顺序设置光束隔离系统(2)、光束分离系统(3)，泵浦光源产生种子光源依次经过光束隔离系统(2)、光束分离系统(3)、受激布里渊散射压缩池，最后通过凹面反射镜(7)反射回受激布里渊散射压缩池。受激布里渊散射压缩池(6)内的液体布里渊介质的布里渊参数随温度变化，通过控温系统控制介质池温度，实现输出脉宽可调特性。

所述泵浦光源(1)为单纵模大能量激光器，能产生种子光源，有助于亚纳秒输出。

上述方案中，所述光束隔离系统(2)由法拉第隔离器、二分之一波片和偏振片组成，仅允许光束正向通过的隔离系统，能防止光路中由于各种原因产生的后向传输光对光源以及光路系统产生的不良影响。本发明中光隔离系统还可以根据实际情况选择其他形式实现。