[发明专利]一种同时检测激光在水中传输发生受激布里渊散射和拉曼散射阈值的装置和方法

权利要求书

1.一种同时测量水中受激布里渊散射阈值和受激拉曼散射阈值的装置，该装置包括：种子注入式脉冲激光器(1)，二分之一波片(2)，偏振耦合镜(3)，功率计(4)，四分之一波片(5)，装有散射介质的水槽(6)，532nm全反镜(7)，功率计(8)，滤光片(9)，newport功率计(10)。

从激光器(1)发出的是波长为532nm的脉冲激光，激光经过二分之一波片(2)射入偏振耦合镜(3)时，分成两路脉冲激光，第一路激光被偏振耦合镜(3)反射后由功率计(4)接收；另一路脉冲激光经过四分之一波片(5)之后进入装有水的水槽(6)，激光传输至532nm全反镜(7)时，激光中532nm部分的光被反射至功率计(8)，剩下含有受激拉曼散射部分的光通过532nm全反镜(7)，经过滤光片(9)后的激光就只剩下受激拉曼散射光，由newport功率计(10)接收。其中滤光片(9)的作用是虑除红光以外的光，也就是只留下受激拉曼散射光。

2.如权利要求1所述的同时测量水中受激布里渊散射阈值和受激拉曼散射阈值的装置，其特征在于：532nm全反镜(7)放置的位置。

3.如权利要求1所述的同时测量水中受激布里渊散射阈值和受激拉曼散射阈值的装置，其特征在于：在水槽(6)和532nm全反镜(7)之间加装一个凸透镜(11)。

4.如权利要求3所述的同时测量水中受激布里渊散射阈值和受激拉曼散射阈值的装置，其特征在于：凸透镜(11)是装在导轨上，可移动。

5.如权利要求3所述同时测量水中受激布里渊散射阈值和受激拉曼散射阈值的装置，其特征在于：通过移动装在导轨上的凸透镜(11)，改变激光焦点位置，使激光光束在功率计(8)和newport功率计(10)探头处处于最佳被接收态。

6.一种同时测量水中受激布里渊散射阈值和受激拉曼散射阈值方法，其特征在于：从激光器(1)发出的是波长为532nm的窄带模式的脉冲激光，激光经过二分之一波片(2)射入偏振耦合镜(3)时，分成两路脉冲激光，第一路激光被偏振耦合镜(3)反射后由功率计(4)接收；另一路脉冲激光经过四分之一波片(5)之后进入装有水的水槽(6)，激光经过装在导轨上的凸透镜(11)汇聚后传输至532nm全反镜(7)时，激光中532nm部分的光被反射至功率计(8)，剩下含有受激拉曼散射部分的光直接通过532nm全反镜(7)，经过滤光片(9)后的激光就只剩下受激拉曼散射，由newport功率计(10)接收。其中装有导轨的凸透镜(11)的作用是将经过很多光学器件及散射介质(水)后，已经扩束的激光光束汇聚。汇聚的作用是将已经大于功率计(8)和newport功率计(10)探头的激光光束直径收缩至一个合适的大小。凸透镜(11)的导轨作用是将凸透镜(11)放置于一个合适的位置，使得功率计(8)和newport功率计(10)探头处的光束即小于探头直径，又不处于凸透镜汇聚激光光束的焦点。再通过公式已有的公式算出激光在水中传输的衰减系数，在衰减系数变化最激烈，也就是拐点处即为其阈值。其中，激光器采用的是窄带模式，用于计算受水中激布里渊散射阈值的数据由功率计(8)测出的532nm激光(绿光)的功率和功率计(4)测出的反射激光功率提供，计算受激拉曼散射阈值的数据则由newport功率计(10)测出的激光(红光)功率和功率计(4)测出的反射激光功率提供。

7.如权利要求6所述同时测量水中受激布里渊散射阈值和受激拉曼散射阈值的方法，其特征在于，其中所述的532nm全反镜(7)放置的位置，将水中受激布里渊散射和受激拉曼散射信号分离，计算受激布里渊散射阈值和受激拉曼散射阈值所需的数据用功率计(8)和newport功率计(10)接收，实现了同时测量水中受激布里渊散射阈值和受激拉曼散射阈值。凸透镜(11)装在可移动导轨上，通过移动在导轨上移动改变激光光束直径以及汇聚激光的焦点的位置。