專利名稱：用兩臺脈沖激光器獲得4束脈沖相干光的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電技術(shù)領(lǐng)域。對需要同時獲得多束脈沖相干光的各種應(yīng) 用有很好的應(yīng)用價值。
背景技術(shù)：
在全息、激光雷達(dá)等很多領(lǐng)域經(jīng)常需要同時利用多束相干光。最常用 的方法是將一臺激光器輸出的一束激光進(jìn)行分束。但這會大大降低每束光 的強(qiáng)度。如果使用多臺激光器，則難以保證多束激光在頻率、初位相上的 一致，無法獲得多束相干光。盡管采用某些特殊的技術(shù)可以在實驗室內(nèi)用 多臺激光器獲得多束相干光，但這些技術(shù)往往相當(dāng)復(fù)雜。因此，到目前為 止，尚沒有可在實際應(yīng)用中方便地用多臺激光器獲得多束相干光的有效方 法。
本發(fā)明提出了一種新技術(shù)，可以在實際應(yīng)用中方便地用多臺激光器獲 得多束相干光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用種子注入原理，保證多臺激光器的輸出光束在頻率和位相 上的嚴(yán)格一致，從而獲得多束高強(qiáng)度的相干光。本發(fā)明包括以下幾個部分-(1) 一臺種子注入脈沖YAG激光器；(2) —臺脈沖YAG激光器；(3) 一臺脈沖發(fā)生與延時器；(4) 一套光束變換系統(tǒng)；(5)兩塊倍頻晶體；(6) 一套紅外(1064nm)高反和可見光(532nm)高透平面鏡。一、 工作原理
用一臺種子注入脈沖激光器產(chǎn)生的單縱模脈沖激光束作為種子光注 入到另一臺脈沖激光器，通過多種控制措施是兩臺激光器具有完全相同的 頻率和偏振臺，并具有恒定的初位相差，從而獲得多束相干光。
二、 實現(xiàn)方法
下面結(jié)合附圖1詳細(xì)描述本發(fā)明的工作原理和實現(xiàn)方法。
(一) 種子注入脈沖YAG激光器1 (含倍頻及分束裝置)可輸出兩束激 光占總能量50%的532nm的綠光束，以及占總能量50%的1064nm 的紅外光。532nm的綠光作為我們的輸出光束。
(二) 將一倍頻晶體放在種子注入脈沖YAG激光器1輸出的1064nm光 束的光路上，產(chǎn)生能量幾乎相等、波長分別為1064nm和532nm的 兩束脈沖激光。這兩束光經(jīng)平面鏡M后，1064nm的光被反射到其 他方向，而532nm的光透過平面鏡作為第二束輸出光束。
(三) 經(jīng)平面鏡M反射的1064nm的光再經(jīng)兩個面鏡M反射，進(jìn)入光束 變換系統(tǒng)。由光束變換系統(tǒng)出射后作為種子光進(jìn)入脈沖YAG激光 器2的放大級。光束變換系統(tǒng)的作用是使進(jìn)入脈沖YAG激光器2 的放大級的種子光束滿足該激光器放大級對輸入光束光斑尺寸和 發(fā)散角的要求。
(四) 脈沖YAG激光器2的放大級對種子光束進(jìn)行放大，經(jīng)激光器2本 身的倍頻及分束裝置可輸出兩束激光-占總能量50%的532nm的綠 光束，以及占總能量50%的1064nm的紅外光。其中，532nm的綠 光作為我們的第三束輸出光束。
(五) 由脈沖YAG激光器2產(chǎn)生的1064nm的紅外光再經(jīng)一倍頻晶體， 產(chǎn)生能量幾乎相等、波長分別為1064nm和532nm的兩束脈沖激光。 這兩束光經(jīng)平面鏡M后，1064nm的光被反射到其他方向，而532nm 的光透過平面鏡作為第四束輸出光束。
(六) 在步驟(五)中被反射的1064nm的光可繼續(xù)作為種子光經(jīng)上述(三) 至(五)的步驟產(chǎn)生更多的532nm輸出光束。(七) 用一臺高精度四通道脈沖發(fā)生與延遲裝置的四個道輸出的脈沖電信 號分別控制兩臺激光器的泵浦閃光燈和Q開關(guān)的工作，保證每臺激 光器都獲得最大的能量輸出。這四個道輸出的脈沖電信號的輸出時 刻和脈沖寬度，均按照兩臺激光器的性能指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制。若要 獲得更多的輸出光束，要使用多臺脈沖發(fā)生與延遲裝置。
(八) 為保證各輸出光束具有完全相同的偏振態(tài)，應(yīng)使每臺激光器的輸出 光束為嚴(yán)格的豎直偏振，以避免反射時偏振態(tài)發(fā)生變化。
(九) 脈沖激光器2的振蕩級雖然不使用，g卩，振蕩級的輸出光并不進(jìn)入 放大級，但為保證該激光器的熱穩(wěn)定性，該激光器的振蕩級始終處 于工作狀態(tài)。
三、本發(fā)明的優(yōu)點
1) 由于種子注入方式，各輸出光束的頻率嚴(yán)格一致；
2) 各輸出光束具有完全相同的偏振臺；
3) 用高精度脈沖發(fā)生與延遲裝置輸出的脈沖電信號分別控制兩臺激光 器的泵浦閃光燈和Q開關(guān)的工作，保證了兩臺激光器具有恒定的位 相差；
4) 以上三點確報了四束或更多束輸出光具有非常好的相干性；
5) 便于獲得多束高能量的相干脈沖激光束。


附圖1.用兩臺脈沖激光器同時獲得4束相干脈沖激光束。
圖中M為對1064nm光高反，對532nm光高透的平面鏡。 附圖2.光束變換系統(tǒng)。 附圖3.脈沖激光器2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.用一臺種子注入脈沖YAG激光器1產(chǎn)生的532nm的光作為第一束輸出光束；種子注入脈沖YAG激光器1產(chǎn)生的1064nm的光經(jīng)倍頻晶體后變?yōu)閮墒?，其中，波長為532nm的光作為第二束輸出光束；而波長為1064nm的光作為種子光被引入注入脈沖YAG激光器2的放大級。
2. 脈沖YAG激光器2的放大級對被引入的種子注入脈沖YAG激光器1 產(chǎn)生的1064nm的光進(jìn)行放大。
3. 脈沖YAG激光器2放大級產(chǎn)生的1064nm的光經(jīng)該激光器本身帶有 的倍頻和分束裝置輸出波長分別為1064nm和532nm的兩束光，其 中，532nm的光作為第三束輸出光束。
4. 脈沖YAG激光器2放大級輸出的1064nm的光再經(jīng)一倍頻晶體有產(chǎn) 生波長分別為1064nm和532nm的兩束光。其中，532nm的光作為 第四束輸出光束。
5. 用高精度四通道脈沖發(fā)生與延遲器四個通道產(chǎn)生的脈沖信號分別控 制種子注入脈沖YAG激光器1和脈沖YAG激光器2的閃光燈及Q 開關(guān)，每臺激光器的閃光燈和Q開關(guān)之間的時間延遲及脈沖寬度由 高精度脈沖發(fā)生與延遲器的相應(yīng)通道根據(jù)激光器的性能參數(shù)嚴(yán)格控 制，使兩臺激光器同步地工作。
6. 高精度脈沖發(fā)生與延遲器四個通道產(chǎn)生的脈沖信號嚴(yán)格保持同步，使 兩臺激光器產(chǎn)生的四束輸出光束具有恒定的位相差。
7. 保證每臺激光器輸出光束的偏振態(tài)均為豎直偏振，確保各束光經(jīng)反射 后偏振態(tài)不發(fā)生變化。上述7項權(quán)力保證了四束輸出脈沖激光束為相 干光。
全文摘要
用兩臺脈沖YAG激光器獲得四束波長為532nm的高能量相干脈沖光束。先用一臺帶有倍頻和分束裝置的種子注入脈沖YAG激光器1產(chǎn)生波長分別為1064nm和532nm的兩束脈沖激光，其中1064nm的光經(jīng)一倍頻晶體后又產(chǎn)生波長分別為1064nm和532nm的兩束脈沖激光。由此，由種子注入脈沖YAG激光器1可獲得兩束532nm的相干脈沖光束。分束后得到的1064nm的光作為種子光被引入另一臺帶有倍頻和分束裝置的脈沖YAG激光器2的放大級，經(jīng)放大后得到兩束新的波長分別為1064nm和532nm的脈沖激光。其中1064nm的光再經(jīng)一倍頻晶體后又產(chǎn)生波長分別為1064nm和532nm的兩束脈沖激光。由此，由脈沖YAG激光器2又可獲得兩束532nm的相干脈沖光束。兩臺激光器的閃光燈和Q開關(guān)分別用高精度脈沖發(fā)生與延遲器輸出的四路脈沖信號控制，保證了兩臺激光器之間有恒定的位相差。從而可獲得四束532nm的相干脈沖激光束。
文檔編號G02F1/35GK101329489SQ20071012331
公開日2008年12月24日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者何興道, 劉大禾, 弓文平, 歐陽敏, 石錦衛(wèi), 高益慶 申請人:北京師范大學(xué);南昌航空工業(yè)學(xué)院