[实用新型]一种激光脉冲展宽系统

说明书

一种激光脉冲展宽系统属激光燃烧诊断技术领域，本实用新型中激光环腔1和激光环腔2的45度分束镜Ⅰ和45度分束镜Ⅱ共有，激光器系统、45度分束镜Ⅱ和45度分束镜Ⅰ自前至后排列，且激光器系统的激光出口、45度分束镜Ⅱ和45度分束镜Ⅰ的中心在一条前后直线上；激光器系统的激光出口、激光环腔1中45度反射镜Ⅰ、45度反射镜Ⅱ、45度分束镜Ⅰ和45度分束镜Ⅱ、激光环腔2中45度反射镜Ⅲ和45度反射镜Ⅳ的中心在同一水平面内；本实用新型能将原高能脉冲激光转变为低峰值功率和宽FWHM的高能脉冲激光，降低了激光脉冲展宽系统中准直激光光路工作的难度，且激光在激发区内的空间分辨率和激光能量利用率得到提高。

技术领域

本实用新型属激光燃烧诊断技术领域，具体涉及一种激光脉冲展宽系统。

背景技术

通过激光自发拉曼散射光谱测量技术，可以实现复杂燃烧场环境下的主要组分(氮气、氧气、二氧化碳、碳氢燃料、氢气、一氧化碳等)、组分浓度(摩尔分数)和区域温度的检测，并具有测量的非接触性、多物种测量同步性、定量性及时间(纳秒级)和空间(毫米级)的分辨能力，目前已经广泛应用于如发动机燃烧室内或某封闭的或大气环境下的各种燃烧体系中。由于气态物种的分子数密度较液态和固态物质的小的多，一般选用高能脉冲激光器出射的激光作为激发光源。可是，这种激光器的激光一般具有高的峰值功率(大于0.4GW(吉瓦))，用它去激发气体时会造成气体裂解、点燃可燃气体和损毁密封用是石英窗口，而严重影响或不能完成气体拉曼光谱测量，所以需采用激光外整形光路将峰值功率降到小于0.02GW才能进行正常实验。

目前一般采用激光脉冲展宽器来实现降低激光峰值功率的目的，在激光脉冲展宽器中需要至少十几片分束镜、反射镜和聚焦镜等镜子来实现，通常需要通过手工调整镜架的上下、左右、前后和俯仰位置，以保证整体激光光路的准直。但由于更多的镜子需要这些操作，会大大增加了工作难度，既费时又难于达到最佳的各段激光束间的准直效果，最终造成展宽后的激光束在激发区内得不到最佳的空间分辨能力和脉冲激光能量集中的效果。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种激光脉冲展宽系统，首先让激光器系统出射实验用的高能量脉冲激光通过两片分束镜，在两片分束镜的左右侧各布置有一个由四个镜子组成的激光环腔。激光束分别在两个激光环腔内多次循环并输出激光脉冲，最终仅经过六片镜子即可从激光脉冲展宽系统中输出被展宽的低峰值功率的激光脉冲，可用在燃烧场环境中完成激光拉曼散射成像和物种摩尔分数和区域温度测量。

本实用新型由激光环腔1Ⅰ、激光环腔2Ⅱ和激光器系统1组成，其中激光环腔1Ⅰ和激光环腔2Ⅱ中的45度分束镜Ⅰ4和45度分束镜Ⅱ5为共有，激光器系统1、45度分束镜Ⅱ5和45度分束镜Ⅰ4自前至后顺序排列，且激光器系统1的激光出口、45度分束镜Ⅱ5和45度分束镜Ⅰ4的中心在同一条前后直线上。

激光器系统1的激光出口、激光环腔1Ⅰ中45度反射镜Ⅰ2、45度反射镜Ⅱ3、45度分束镜Ⅰ4和45 度分束镜Ⅱ5、激光环腔2Ⅱ中45度反射镜Ⅲ6和45度反射镜Ⅳ7的中心在同一水平面内。

所述的激光环腔1Ⅰ由45度反射镜Ⅰ2、45度反射镜Ⅱ3、45度分束镜Ⅰ4和45度分束镜Ⅱ5组成， 45度反射镜Ⅰ2的镀膜工作面朝右后方，45度反射镜Ⅱ3和45度分束镜Ⅰ4的镀膜工作面均朝右前方，45 度分束镜Ⅱ5的镀膜工作面朝左前方；

45度反射镜Ⅰ2和45度反射镜Ⅱ3前后排列，且45度反射镜Ⅰ2和45度反射镜Ⅱ3的中心在同一条前后直线上；

45度分束镜Ⅱ5和45度分束镜Ⅰ4前后排列，且45度分束镜Ⅱ5和45度分束镜Ⅰ4的中心在同一条前后直线上；

45度分束镜Ⅱ5和45度分束镜Ⅰ4置于45度反射镜Ⅰ2和45度反射镜Ⅱ3右方，且45度分束镜Ⅱ5 和45度反射镜Ⅰ2的中心在同一条左右直线上；

45度分束镜Ⅰ4和45度反射镜Ⅱ3的中心在同一条左右直线上。