[发明专利]一种基于受激拉曼散射产生放大结构的超短脉冲激光器

权利要求书

1.一种基于受激拉曼散射产生放大结构的超短脉冲激光器，其特征在于，所述超短脉冲激光器包括：泵浦源；分束镜；反射镜；凸透镜；SRS产生池；第一二向色镜；SRS放大池；第二二向色镜；

泵浦源发出单纵模泵浦光被分束镜分为两束；第一束光经凸透镜和第一二向色镜聚焦反射进入SRS产生池中发生后向受激拉曼散射，产生反向的Stokes种子光并透过第一二向色镜进入SRS放大池；第二束光经反射镜和第二二向色镜反射后进入SRS放大池中与反向的Stokes种子光对向相遇，反向Stokes种子光提取第二束光的能量进行放大；被压缩放大后的超短脉冲Stokes种子光透过第二二向色镜输出。

2.根据权利要求1所述的超短脉冲激光器，其特征在于，该超短脉冲激光器还包括测量系统，在第一二向色镜与SRS产生池之间加入测量系统，测量系统能测量泵浦光和经SRS产生池产生的Stokes种子光的能量和时域波形，分束镜为45°角放置，通过更换不同分束镜将光束分为能量比值不同的两束光，使SRS产生池产生的Stokes光与第二束光的峰值功率相当，峰值功率由测量系统获得，此时最终输出的Stokes种子光具有最优的能量转化效率。

3.根据权利要求2所述的超短脉冲激光器，其特征在于，所述测量系统包括楔形板、第一能量计、第一光电探测器、第二能量计和第二光电探测器；楔形板为两个面呈一定夹角的光学板，光透过该楔形板时会被反射出两束能量，这两束能量均为入射光能量4％的反射光；泵浦光被楔形板反射进入第一能量计和第一光电探测器；Stokes种子光在通过楔形板时被反射进入第二能量计和第二光电探测器。

4.根据权利要求1所述的超短脉冲激光器，其特征在于，泵浦源选择的单纵模激光器波长在200nm～1500nm之间，脉宽为0.1ns～10ns，凸透镜的焦点在SRS产生池内，SRS产生池与SRS放大池池长L均需要满足：Lf'；其中c为真空中的光速，τ_p为泵浦源的脉宽，n为SRS产生池池中介质折射率；

凸透镜的焦距f＝d+f'，d为凸透镜到SRS产生池焦点入射处的距离。

5.根据权利要求1所述的超短脉冲激光器，其特征在于，单纵模激光器作为泵浦源发出泵浦光，泵浦源选择的单纵模激光器在波长在200nm～1500nm之间，凸透镜的焦距范围为10cm～70cm，SRS产生池池长为0.5cm～120cm，SRS放大池池长为0.5cm～150cm，且SRS产生池和SRS放大池这两个介质池的介质为受激拉曼频移量为500cm^-1～4500cm^-1、光学声子寿命在皮秒量级的固体、气体以及液体拉曼活性介质。

6.根据权利要求1所述的超短脉冲激光器，其特征在于，所述凸透镜的焦点在SRS产生池中心；所述第一二向色镜与第二二向色镜均对反向的Stokes种子光高透，对泵浦光高反。

7.根据权利要求1所述的超短脉冲激光器，其特征在于，该超短脉冲激光器将一阶Stokes光放大，高阶Stokes不会透过第一二向色镜进入SRS放大池，有效地防止高阶Stokes对放大压缩造成影响，利用二向色镜进行反射、滤波作用；在SRS产生池中为背向拉曼Stokes光后向传输，与泵浦光传输方向相反，在SRS产生池中Stokes光会先与泵浦光对向相遇进行一次压缩，同时经第一二向色镜后的反向Stokes种子光再与第二束光对向相遇，进行二次压缩并提取第二束光的能量进行放大，实现超短脉冲输出。

8.根据权利要求1所述的超短脉冲激光器，其特征在于，通过控制SRS放大池的位置从而改变Stokes光与第二束光的相遇情况，进而对输出的波形和脉宽发生改变；控制前沿放大后沿不进行放大，能产生特殊需要波形；由于Stokes光在SRS产生池放大过，能通过改变SRS放大池的长度产生更长、更宽的波形。