[实用新型]基于受激布里渊放大产生高功率柱对称矢量光束的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学领域，具体涉及一种基于受激布里渊放大产生高功率柱对称矢量光束的装置。

背景技术

柱对称矢量光束包括径向偏振光和角向偏振光，它们在焦点附近具有较强的纵向偏振光场分量，因而能够得到很小的焦斑，在高分辨率成像、光操控和数据存储等领域有广泛的应用，以往的研究多数集中在弱光。在激光加工、惯性约束聚变等高功率激光应用领域，具有小焦斑尺寸的单纵模窄脉冲矢量光束日益受到关注。然而，诸如基于自旋-轨道耦合的q波片、超材料等产生矢量光束的器件损伤阈值很低，无法应用到高功率激光系统中。采用光放大技术有望解决这一问题，然而对于亚纳米量级单纵模脉冲，激光放大技术效率很低，难以得到理想的高功率单纵模窄脉冲柱对称矢量光束；光参量放大方法则需要特殊的泵浦源，且系统更为复杂。

实用新型内容

为了解决现有柱对称矢量光束产生装置损伤阈值低，无法产生高功率单纵模窄脉冲柱对称矢量光束的问题，本实用新型提出了一种基于受激布里渊放大产生高功率柱对称矢量光束的装置。

鉴于此，本实用新型提供了一种基于受激布里渊放大产生高功率柱对称矢量光束的装置，该装置包括：矢量光束产生器件、光阑、第一非线性介质池、第一二分之一波片、第二二分之一波片、50:50消偏振分光平片、第一全反镜、Nd:YAG激光器、第三二分之一波片、第一偏振分束器、第二全反镜、第二非线性介质池、透镜、第三四分之一波片和第二偏振分束器，其中，所述第一非线性介质池与所述第二非线性介质池中的非线性介质相同；沿所述Nd:YAG激光器出射光路方向依次设有所述第三二分之一波片和所述第一偏振分束器，使得所述Nd:YAG激光器产生的P偏振高斯型光束经由所述第三二分之一波片和所述第一偏振分束器分为第一S偏振反射光束和第一P偏振透射光束；所述第二偏振分束器、所述第三四分之一波片、所述透镜和所述第二非线性介质池作为种子产生单元，以使从所述第一偏振分束器出射的所述第一S偏振反射光束经由所述第二偏振分束器反射后依次通过所述第三四分之一波片和所述透镜而入射至所述第二非线性介质池，并使得从所述第二非线性介质池产生的具有布里渊频移的高斯型种子光束依次经过所述透镜和所述第三四分之一波片后变为P偏振高斯型种子光束，该P偏振高斯型种子光束经所述第二偏振分束器透射后，经所述矢量光束产生器件转换为柱对称矢量种子光束，再经光阑后垂直入射至所述第一非线性介质池的第一端面，且所述柱对称矢量种子光束从所述第一非线性介质池的第二端面出射，所述第一非线性介质池的第一端面与第二端面平行设置；沿所述第一偏振分束器的透射光路方向设有第二全反镜，使得所述第一P偏振透射光束经所述第二全反镜反射后入射至所述50:50消偏振分光平片而分为第二反射光束和第二透射光束；沿所述第二全反镜的反射光路方向设有所述第一二分之一波片，使得所述第二反射光束经由所述第一二分之一波片后作为第一泵浦光束入射至所述第一非线性介质池的第二端面，其中，所述第一泵浦光束与所述柱对称矢量种子光束在所述第一非线性介质池中相交且具有夹角θ；沿所述第二全反镜的透射光路方向设有所述第二二分之一波片，使得所述第二透射光束经由所述第二二分之一波片后作为第二泵浦光束入射至所述第一非线性介质池的第二端面，其中，所述第二泵浦光束与所述柱对称矢量种子光束在所述第一非线性介质池中相交且具有夹角θ。

进一步地，沿所述第二全反镜的反射光路方向、在所述第一二分之一波片与所述第一非线性介质池的第二端面之间还设有第一四分之一波片，使得所述第二反射光束依次经由所述第一二分之一波片和所述第一四分之一波片后作为所述第一泵浦光束入射至所述第一非线性介质池的第二端面；沿所述第二全反镜的透射光路方向、在所述第二二分之一波片与所述第一非线性介质池的第二端面之间还设有第二四分之一波片，使得所述第二透射光束依次经由所述第二二分之一波片和所述第二四分之一波片后作为所述第二泵浦光束入射至所述第一非线性介质池的第二端面。

进一步地，θ为1°～30°。

进一步地，沿所述柱对称矢量种子光束从所述第一非线性介质池的出射光路方向上设有偏振层析装置，所述偏振层析装置包括第四四分之一波片、第四二分之一波片、第三偏振分束器、第一光电探测器和第二光电探测器，以使所述柱对称矢量种子光束从所述第一非线性介质池的第二端面出射后，经过所述第四四分之一波片和所述第四二分之一波片后入射至所述第三偏振分束器而分为第三反射光束和第三透射光束，其中，所述第三反射光束经所述第三偏振分束器反射后入射至所述第一光电探测器，而所述第三透射光束经所述第三偏振分束器透射后入射至所述第二光电探测器。