[发明专利]受激布里渊散射与受激拉曼散射组合压缩超短脉冲激光器在审

专利信息
申请号: 202210034659.3 申请日: 2022-01-13
公开(公告)号: CN114204395A 公开(公告)日: 2022-03-18
发明(设计)人: 刘照虹;李绍文;罗甜甜;樊榕;纪文强;陈婷婷;王雨雷;吕志伟 申请(专利权)人: 河北工业大学
主分类号: H01S3/08 分类号: H01S3/08;H01S3/102;H01S3/11;H01S3/30
代理公司: 天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙) 12210 代理人: 付长杰
地址: 300401 *** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 布里渊散射 受激拉曼 散射 组合 压缩 超短 脉冲 激光器
【权利要求书】:

1.一种受激布里渊散射与受激拉曼散射组合压缩超短脉冲激光器,包括:泵浦源、光隔离系统、二分之一波片、第一偏振片、脉宽可调的SBS脉宽压缩系统,其特征在于,所述激光器还包括第一反射镜和SRS产生放大系统,

其中,单纵模激光器作为泵浦源发出泵浦光,依次经过光隔离系统、二分之一波片、第一偏振片后进入SBS脉宽压缩系统;泵浦光在SBS脉宽压缩系统被压缩成百皮秒激光,压缩后的百皮秒激光被第一偏振片和第一反射镜反射后进入SRS产生放大系统中进行进一步的压缩放大。

2.根据权利要求1所述的受激布里渊散射与受激拉曼散射组合压缩超短脉冲激光器,其特征在于,SRS产生放大系统用于实现对SBS脉宽压缩系统产生的百皮秒光进行脉宽压缩,SRS产生放大系统包括分束镜、第二反射镜、第三反射镜、窄带滤光片、SRS产生池、第一二向色镜、第一SRS放大池和第二二向色镜,SBS脉宽压缩系统产生的百皮秒激光进入SRS产生放大系统后,由分束镜进行分束:一束经第一二向色镜反射射入SRS产生池中,在SRS产生池中发生前向受激拉曼散射,产生正向传输的Stokes种子光透过窄带滤光片,被第三反射镜反射后透过第一二向色镜进入第一SRS放大池中;另一束经第二反射镜与第二二向色镜反射进入第一SRS放大池中并与Stokes种子光对向相遇,由于两束光满足SRS相位匹配条件,Stokes种子光将会提取百皮秒激光的能量进行放大,最终透过第二二向色镜输出。

3.根据权利要求2所述的受激布里渊散射与受激拉曼散射组合压缩超短脉冲激光器,其特征在于,所述激光器还包括第四反射镜、第四反射镜、第二SRS放大池和第三二向色镜,通过光路的偏折使未耗尽的百皮秒激光与放大一次后的Stokes种子光进行第二放大压缩,以获得更高的能量转化效率;经第二二向色镜输出的Stokes种子光经第四反射镜、第四反射镜进入第二SRS放大池,从第二二向色镜出来的百皮秒激光经第一二向色镜高反到第三二向色镜,再高反到第二SRS放大池中再次与Stokes种子光发生对向相遇,进行第二次放大压缩,最后输出高能皮秒的激光。

4.根据权利要求3所述的受激布里渊散射与受激拉曼散射组合压缩超短脉冲激光器,其特征在于,所述SRS产生池和两个SRS放大池的池中介质选择光学声子寿命在皮秒量级的拉曼活性介质,优选地拉曼活性介质为Ba(NO3)2、H2、NH3、CS2中的一种。

5.根据权利要求2所述的受激布里渊散射与受激拉曼散射组合压缩超短脉冲激光器,其特征在于,所述窄带滤光片滤除剩余百皮秒激光和高阶Stokes成分,仅保留正向的一阶Stokes成分;所述第一二向色镜与第二二向色镜均对正向的一阶Stokes种子光高透,对百皮秒激光高反。

6.根据权利要求1所述的受激布里渊散射与受激拉曼散射组合压缩超短脉冲激光器,其特征在于,光隔离系统由第二偏振片、法拉第旋光器和第三偏振片组成,SBS脉宽压缩系统由四分之一波片、SBS脉宽压缩池、TEC制冷片、控温模块和凹面反射镜组成,泵浦源产生单纵模泵浦光依次经过隔离系统防止返回光打坏谐振腔;泵浦光再经过二分之一波片和第一偏振片、四分之一波片变为圆偏振光之后在SBS脉宽压缩池内发生SBS脉宽压缩效应,将泵浦光压缩至百皮秒量级,通过调节TEC制冷片和控温模块来控制SBS脉宽压缩池内温度,使输出脉宽可调;输出的百皮秒激光反向传输,由第一偏振片分离出光路,经第一反射镜折返进入SRS产生放大系统。

7.根据权利要求5所述的受激布里渊散射与受激拉曼散射组合压缩超短脉冲激光器,其特征在于,所述SBS脉宽压缩池的池中介质采用声子寿命和增益系数随温度变化范围较大的液体重氟碳系列介质,为FC-72、FC-77、FC-87、FC-84、FC-70、FC-770中的一种。

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