[发明专利]受激布里渊散射相位共轭参量振荡器

说明书

本发明提出了一种非线性受激布里渊散射相位共轭参量振荡器。

激光参量振荡器是使激光器频率可调频的单元器件。普通激光器是根据激光介质的不同而分别发出单一的固定的激光波长，(如乙铝石硫石(YAG)激光器所发出的激光波长为1.06μm近红外光)。但根据应用需要，希望激光器以固有频率为中心变换其输出波长。(如以乙铝石硫石(YAG)1.06μm为中心频率由0.4μm可连续变化至1.06μm再变化至2μm)，这种功能器件即称为激光参量振荡器。其装置就是由一块参量振荡晶体，和前后各一片振荡腔片组成的谐振腔。以激光器固有波长作泵浦源，在两腔片之间形成参量振荡，由晶体的角度或温度改变，调节输出频率的变化。即可得到连续变化的不同波长激光输出。常规的参量振荡器，可以使激光器产生可连续调谐激光输出。但光束在腔内多次振荡时由于晶体和其他光学元件的畸变损耗越来越大，而使光束质量越来越差，使光束散角变大，空间分布，单色性及脉宽等指标都要变差，参量转换效率也要下降。

本发明目的是提出一种受激布里渊散射相位共轭参量振荡器，该振荡器可以克服现有参量振荡器的缺点，产生光束质量好的参振光输出。

本发明目的是这样实现的：在现有参量振荡器腔内加入一个介质盒，通过介质盒内液体介质的布里渊散射，使普通光变为共轭光，由此相位共轭镜可以补偿每次振荡所产生的相位畸变，而保持高功率，高光束质量输出。下面结合附图详细阐述本发明的原理：在现有普通参量振荡器内加装一个受激布里渊散射介质盒4，及一透镜组5、6。而1、2、3为普通参振腔的晶体及谐振腔片。受激布里渊散射介质盒可由普通玻璃管做成，前后装有通光光学片或普通通光窗口即可，内装二硫化碳、酒精等，通过透镜组5、6将光束聚焦至介质盒中心部位而使光束功率密度达到受激布里渊散射阀值，同时又使光束在腔内来回振荡而不发散。激光束进入受激布里渊散射介质盒内，开始是微弱的自发受激布里渊散射辐射，经多次振荡后达到受激辐射，这样以来散射光集中于盒的前向和后向两个方向，也就是说相当于介质盒(包括两透镜)代替了参量振荡器输出窗的作用。但它却比普通窗增加了关键的共轭效应。受激布里渊散射后向散射光返回晶体内，来回振荡，由于受激布里渊散射的共轭特性就形成了光学参量振荡器(OPO)腔内的共轭光的振荡。那么就会自动补偿由参振晶体和其他元件所产生的畸变损耗，从而保持高功率密度和优质光束质量输出。根据各种参量振荡腔的起振阀值的不同，适当选取参数可以省去原参振腔的输出镜3，而由4、5、6直接取代光学参量振荡器(OPO)输出镜。这样就可以免除输出窗镜对频率的限制。这是由于受激布里渊散射对泵浦光频率无选择，在光学参量振荡器(OPO)大频率范围调谐时，不需更换输出窗片，而全部由同一个受激布里渊散射介质盒代替。(而普通参振器随频率大跨度变化须经多次更换腔片。)根据实际工作的不同需要亦可将受激布里渊散射相位共轭参量振荡器置于泵浦源激光器内。

本发明具有以下优点：①提高参量振荡器输出激光的光束质量。普通光学参量振荡器(OPO)振荡腔，由多次振荡，光学元件的畸变，光束质量会比泵浦光进一步恶化。而在光学参量振荡器(OPO)腔内设置一个受激布里渊散射共轭镜，由共轭作用可使光束波前恢复如初，即使光束质量保持不致恶化。同时又由于受激布里渊射的阀值效应而选取光束近轴光振荡，因此光学参量振荡器(OPO)输出光束质量反倒远远优于泵浦光光束质量。所说光束质量包括光束散角，光空间分布，线宽，脉宽等，这一系列指标都会得到极大提高。②受激布里渊散射盒可以作为广谱光学参量振荡器(OPO)输出镜，可免去普通光学参量振荡器(OPO)输出窗片多次更换的繁锁。

图1为本发明原理结构图。

实施例：本发明的受激布里渊散射介质盒长可在15～30毫米，透镜组可与介质盒制成一体型，也可分立，透镜焦距为8～18毫米，晶体为普通光学参量振荡器晶体KTP，其谐振腔与普通谐振腔相比，光束散角可压缩2-5倍，空间分布可由复杂的畸变波变为单模输出。脉宽与线宽也有不同程度的压缩。