[发明专利]一种基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器

权利要求书

1.一种基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器，其特征在于，所述脉宽压缩器包括：泵浦源、分束镜、第一反射镜、凸透镜、SRS产生池和SRS二次放大系统；

其中，所述SRS二次放大系统包括第一二向色镜、第一SRS放大池、第二二向色镜、第二反射镜、第三反射镜、第二SRS放大池和第三二向色镜；

泵浦源发出泵浦光，经分束镜分为两束光，第一束光被凸透镜和SRS二次放大系统中的第一二向色镜聚焦反射进入SRS产生池发生背向SRS产生Stokes种子光，Stokes种子光原路返回透过第一二向色镜进入第一SRS放大池；第二束光被第一反射镜和第二二向色镜反射与Stokes种子光对向相遇进行第一次放大压缩；未耗尽的泵浦光被第一二向色镜和第三二向色镜反射进入第二SRS放大池，第一次放大压缩后的Stokes种子光经第二二向色镜透射、第二反射镜和第三反射镜反射进入第二SRS放大池与未耗尽的泵浦光对向相遇并进行第二次放大压缩，二次放大压缩后的超短Stokes种子光透过第三二向色镜输出。

2.根据权利要求1所述的基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器，其特征在于，所述第一二向色镜、第二二向色镜和第三二向色镜均对Stokes种子光高透射，对泵浦光高反射。

3.根据权利要求1所述的基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器，其特征在于，所述SRS产生池、第一SRS放大池和第二SRS放大池的池中介质为Ba(NO₃)₂、CS₂、H₂、甲苯、液态氧和H₂O中的至少一种拉曼活性介质。

4.根据权利要求1所述的基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器，其特征在于，所述凸透镜的焦点在SRS产生池中心；第一二向色镜与第二二向色镜平行等高度设置，二者均倾斜45°放置，第三二向色镜位于第一二向色镜的下方，二者之间的夹角为90°。

5.根据权利要求1所述的基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器，其特征在于，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，两个SRS放大池池长为0.5cm～150cm。

6.根据权利要求1所述的基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器，其特征在于，在第一二向色镜与SRS产生池之间加入了测量系统；测量系统由楔形板、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组成；测量系统用于测量泵浦光和经SRS产生池产生的Stokes种子光的能量和时域波形；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。

7.根据权利要求6所述的基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器，其特征在于，分束镜的分束情况根据下述方法选取：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；此时最终输出的Stokes种子光具有相对较高的能量转化效率；峰值功率由相应的能量计和光电探测器获得。

8.根据权利要求1所述的基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器，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，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为凸透镜中心点到SRS产生池焦点入射处的距离，即池镜间距；

SRS产生池与两个SRS放大池池长L均需要满足：Lf'。