[发明专利]一种受激布里渊散射相位共轭镜单池装置

说明书

技术领域

本发明属于光学设备技术领域，特别涉及一种可以用于高能量高重复频率的受激布里渊散射相位共轭镜单池装置。

背景技术

受激布里渊散射相位共轭镜(SBS-PCM，Stimulated Brillouin Scattering Phase Conjugate Mirror)常被用在激光系统中实时补偿激光放大器的热畸变、不均匀性和光学元件等造成的光束波前畸变。在高能量高重复频率激光系统中，对光束质量要求非常严格。然而，由于激光晶体的热透镜和热致双折射等效应，导致激光系统的光束质量随着泵浦功率的增加而急剧下降。即使采用激光二极管泵浦或板条等晶体结构，仍无法避免严重的热沉积。在这种情况下，采用受激布里渊散射(SBS，Stimulated Brillouin Scattering)技术是改善激光光束质量的有效途径。

SBS-PCM最简单的结构是单池结构，由一个聚焦透镜和一个SBS产生池构成。由于这种结构负载能力有限，在高能量激光系统中会导致反射率和保真度的大幅下降，因此在高能量激光系统中通常采用双池结构。双池结构一般是由一个SBS放大池、一个聚焦透镜和一个SBS产生池构成，在SBS产生池中产生后向传播的Stokes脉冲，这个脉冲与正向传播的入射光脉冲在SBS放大池中相遇，获得放大，但是这种双池结构相对复杂。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种受激布里渊散射相位共轭镜单池装置，用于高能量高重复频率激光系统中，可以获得高反射率、高保真度和稳定的激光输出。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种受激布里渊散射相位共轭镜单池装置，其包括：依次放置的SBS池、凹面反射镜；其中，入射激光被凹面反射镜反射后聚焦到SBS池中，当入射到SBS池中的能量大于SBS阈值时，会产生后向传播的Stokes光，后向传播的Stokes光被凹面反射镜反射后，再次入射到SBS池中，Stokes光被放大，Stokes光被输出。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明受激布里渊散射相位共轭镜单池装置至少具有以下有益效果其中之一：

(1)本发明采用凹面反射镜来激发SBS效应，和SBS-PCM双池结构相比，本发明只使用一个SBS池，结构更加紧凑，在简化SBS-PCM双池结构的同时，还能够在高能量高重复频率激光系统中获得高反射率、高保真度和稳定的激光输出；

(2)本发明的凹面反射镜具有一定的倾角，避免了凹面反射镜聚焦到SBS池中透射的光干扰主激光，降低激光光束质量；

(3)凹面反射镜通过连接部件和旋转电机连接，入射光通过旋转的凹面反射镜聚焦到SBS池中，使光束在SBS池中焦点作圆周扫描，降低焦点的热沉积，提高激光的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例包含SBS-PCM的激光光路示意图。

图2为本发明实施例光束在SBS池中焦平面的光斑位置示意图。

图3为本发明实施例激光入射SBS池光路示意图。

图4为本发明实施例激光出射SBS池光路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

在本发明的示例性实施例中，提供了一种受激布里渊散射相位共轭镜单池装置。图1为本发明实施例包含SBS-PCM的激光光路示意图。如图1所示，本发明受激布里渊散射相位共轭镜SBS-PCM单池装置包括：SBS池、凹面反射镜。入射激光被凹面反射镜反射后聚焦到SBS池中，当入射到SBS池中的能量大于SBS阈值时，会产生后向传播的Stokes光，后向传播的Stokes光被凹面反射镜反射后，再次入射到SBS池中，Stokes光被放大，Stokes光被输出。

产生后向传播的Stokes光时还会有部分透射光，为了避免经凹面反射镜反射后聚焦到SBS池中透射的光干扰主激光，降低激光光束质量，凹面反射镜需要倾斜一定的角度，另外，还设置了垃圾桶，使上述的透射光入射到垃圾桶中。

对于凹面反射镜的倾角，即凹面反射镜与法线的夹角α，夹角α既不能太小，也不能太大。如果太小，上述的部分透射光与主激光分不开，会干扰主激光；如果太大，会产生比较严重的像差。所以夹角α的一般要求为：其中，θ表示入射激光的发散角，D表示SBS池的口径，R表示凹面反射镜凹面的半径。