[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

说明书

本发明为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；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。泵浦光经过基于受激拉曼散射二次放大结构的压缩放大，可以获得较高的能量输出，相比于锁模激光器，可直接产生数十毫焦的皮秒激光。利用了SRS脉宽压缩技术对泵浦光进行压缩，由于其拉曼活性介质具有声子寿命短的特点，可以产生短脉冲激光。

技术领域

本发明涉及短脉冲激光领域，尤其涉及一种基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器。

背景技术

超短脉冲激光在诸多领域有着广泛应用，超短脉冲激光可以大大提高激光测距的精度，为医疗仪器提供更有效、更安全的光源等等，在相关领域有着至关重要的作用。目前广泛产生超短脉冲激光的方法有调Q技术、锁模技术以及受激散射技术，调Q技术仅能产生纳秒或亚纳秒量级的激光脉冲；锁模技术产生的脉冲激光能量仅为微焦量级且结构复杂；受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering，SBS)脉宽压缩技术可以产生百皮秒级激光脉冲，但受限于光学击穿等非线性效应的产生，无法达到理论上的压缩极限。

而受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering，SRS)一般都用于波长转换，由于SRS一般是单池聚焦，能量转化效率低且不可控，实验效果不理想，很少用来做脉宽压缩。本发明提出了一种基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器，该压缩器采用了二次放大结构，可以在具有超短脉冲激光输出的同时提高能量转化效率，由于拉曼活性介质具有声子寿命低的特点，有着更短的压缩极限，利用SRS脉宽压缩技术可以有效地获得皮秒级的超短脉冲激光,具有非常重要的实用价值和意义。

发明内容

本发明的目的是，提供了一种基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器，通过二次放大以实现高效率的拉曼压缩和放大，产生大能量超短脉冲激光，解决了传统SRS脉宽压缩结构的低能量转化效率问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于受激拉曼散射二次放大结构的脉宽压缩器，所述脉宽压缩器包括：泵浦源1、分束镜2、第一反射镜3、凸透镜4、SRS产生池5和SRS二次放大系统6。

其中，所述SRS二次放大系统6包括第一二向色镜6-1、第一SRS放大池6-2、第二二向色镜6-3、第二反射镜6-4、第三反射镜6-5、第二SRS放大池6-6和第三二向色镜6-7；

泵浦源1发出泵浦光，经分束镜2分为两束光，第一束光被凸透镜4和SRS二次放大系统6中的第一二向色镜6-1聚焦反射进入SRS产生池5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6-1进入第一SRS放大池6-2；第二束光被第一反射镜3和第二二向色镜6-3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6-1和第三二向色镜6-7反射进入第二SRS放大池6-6，第一次放大压缩后的Stokes种子光经第二二向色镜6-3透射、第二反射镜6-4和第三反射镜6-5反射进入第二SRS放大池6-6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6-7输出。

所述第一二向色镜6-1、第二二向色镜6-3和第三二向色镜6-7均对Stokes种子光高透射，对泵浦光高反射。

其中，所述SRS产生池5、第一SRS放大池6-2和第二SRS放大池6-6的池中介质为Ba(NO₃)₂、CS₂、H₂、甲苯、液态氧和H₂O等拉曼活性介质中的一种。

本发明提供的技术方案的有益效果是：