[发明专利]基于反射光波形测量非聚焦泵浦的受激布里渊散射阈值的装置及阈值测量方法

摘要

基于反射光波形测量非聚焦泵浦的受激布里渊散射阈值的装置及阈值测量方法，属于非线性光学领域，本发明为解决现有对于受激布里渊散射阈值的测量装置存在测量结果不够准确、后续数据处理复杂的问题。本发明包括激光源、激光缩束装置、第一楔形镜、SBS介质池、泵浦光参数测量装置和反射光参数测量装置；泵浦光参数测量装置包括第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、第一能量卡计和第一PIN管；SBS介质池中装满重氟碳化合物FC‑40；反射光参数测量装置包括第二楔形镜、第三聚焦透镜、第二能量卡计、第四聚焦透镜和第二PIN管。本发明用于受激布里渊散射阈值的测量中，尤其适用于大口径激光泵浦的情况。

主权项

基于反射光波形测量非聚焦泵浦的受激布里渊散射阈值的装置的阈值测量方法，基于反射光波形测量非聚焦泵浦的受激布里渊散射阈值的装置包括激光源(1)、激光缩束装置(2)、第一楔形镜(3)、受激布里渊散射介质池(4)、泵浦光参数测量装置(5)和反射光参数测量装置(6)；激光源(1)发出泵浦激光脉冲入射至激光缩束装置(2)，经激光缩束装置(2)缩小光束口径后入射至第一楔形镜(3)，经第一楔形镜(3)取样后射出，第一楔形镜(3)取样后的反射光入射至泵浦光参数测量装置(5)，第一楔形镜(3)取样后的透射光入射至受激布里渊散射介质池(4)中，经受激布里渊散射介质池(4)反射的反射光入射至第一楔形镜(3)，经第一楔形镜(3)取样后入射至反射光参数测量装置(6)；其特征在于，设受激布里渊散射介质池(4)的长度为L，受激布里渊散射介质池(4)为空心圆柱形容器，空心圆柱形容器内充满受激布里渊散射介质，两端分别由窗镜A和B密封，超高斯型泵浦激光脉冲从受激布里渊散射介质池(4)窗镜A侧入射，所述泵浦激光脉冲半宽对应的空间长度为tp·c/2n，其中tp为泵浦激光脉冲的泵浦脉宽，c为光速，n为受激布里渊散射介质池(4)中受激布里渊散射介质的介质折射率，且存在关系式L>tp·c/2n；入射至受激布里渊散射介质池(4)中受激布里渊散射介质的泵浦激光脉冲，其前沿产生的Stokes光被后续部分放大，放大的最大相互作用长度为tp·c/2n；设Stokes光获得最大增益时泵浦激光脉冲的前沿在受激布里渊散射介质池中的位置为点C，则点C到窗镜A的距离为tp·c/2n；如果入射到受激布里渊散射介质中的泵浦激光脉冲的强度低于受激布里渊散射阈值，C、B两点间的介质中产生的Stokes光被泵浦激光脉冲放大后强度均相同，并且相互叠加形成一个脉冲包络，此时输出的波形设为波形①；如果入射到受激布里渊散射介质中的泵浦激光脉冲的强度高于受激布里渊散射阈值，则C点产生的Stokes光首先获得最大增益，抽取一部分泵浦激光脉冲能量，然后C、B两点间的介质各点散射光的有效增益依次递减，反射光的脉冲波形中出现一个尖峰，并伴有一个拖尾，此时输出的波形设为波形②；逐渐增加入射到受激布里渊散射介质池中的泵浦激光脉冲的强度，并同时监测反射光参数测量装置(6)中第二PIN管(6‑5)记录的波形，波形中开始出现波形②时的泵浦激光脉冲的强度即为受激布里渊散射阈值。