專利名稱：用于受激布里淵激光串行組束的光路延時裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，具體涉及激光串行組束的光路延時裝置。
技術(shù)背景基于布里淵放大的激光串行組束是一種針對固體脈沖激光器的多束激光組束的結(jié)構(gòu)。其主要采用兩種結(jié)構(gòu)來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)分別為共線受激布里淵激光組束結(jié)構(gòu)和非共線受激布里淵激光組束結(jié)構(gòu)。由于是串行結(jié)構(gòu)，因此為了保證在每 個結(jié)構(gòu)單元中相互作用的種子光和抽運(yùn)光都能有合適的相遇位置(使種子光和抽運(yùn)光脈沖峰峰值相映在介質(zhì)池的中心)。通常激光串行組束的實(shí)現(xiàn)方案如圖1的和圖2所示。圖1是利用第一至第n共線受激布里淵激光串行組束結(jié)構(gòu)100、 101…102 來實(shí)現(xiàn)一束種子光122與n束抽運(yùn)光123、 124…125的作用，完成n束抽運(yùn)光 123、 124…125的能量向一束種子光122的轉(zhuǎn)移，最后完成對n+l束激光的組 束。p波的種子光122通過與光束夾角為布儒斯特角的偏振片109后經(jīng)過第二 QW106變?yōu)閳A偏振光注入介質(zhì)池105，第一束抽運(yùn)光123通過第一偏振片103 后經(jīng)第一QW104變?yōu)閳A偏振光注入介質(zhì)池105，在介質(zhì)池105內(nèi)完成第一抽 運(yùn)光123對種子光122的放大，放大后的種子光122經(jīng)第一 QW104后變?yōu)閟 波經(jīng)由第一偏振片103輸出，再經(jīng)由二分之一波片108簡稱為HW轉(zhuǎn)為p波 進(jìn)入第二共級布里淵放大結(jié)構(gòu)101。殘余的抽運(yùn)光經(jīng)第二 QW106各變?yōu)閟波 由第二偏振片109輸出進(jìn)入光學(xué)陷阱107。從第一共線受激布里淵激光串行組 束結(jié)構(gòu)IOO輸出的放大后的種子光122經(jīng)由第一全反鏡126注入到第二共線受 激布里淵激光串行組束結(jié)構(gòu)101中，與第二束抽運(yùn)光124重復(fù)在第一共線受激 布里淵激光串行組束結(jié)構(gòu)100內(nèi)的步驟。依次類推，放大n次后的種子光的輸 出激光經(jīng)由第n全反鏡127注入到第n共線受激布里淵激光串行組束結(jié)構(gòu)102 中，與第n束抽運(yùn)光125重復(fù)在第一共線受激布里淵激光串行組束結(jié)構(gòu)100 內(nèi)的步驟，最終獲得放大后的種子光的輸出激光。圖2是一束種子光218通過第一至第n非共線受激布里淵激光串行組束結(jié) 構(gòu)200、 201、 202…203先后與第一至第n抽運(yùn)光束206、 209、 214…217相互作用。在第一非共線受激布里淵激光串行組束結(jié)構(gòu)200內(nèi)，種子光218與第一 抽運(yùn)光206以一個固定的角度在介質(zhì)池205內(nèi)相互作用，完成第一抽運(yùn)光206 對種子光218的放大，放大后的種子光由第一非共線受激布里淵激光串行組束 結(jié)構(gòu)200輸出，殘余的第一抽運(yùn)光206余量進(jìn)入光學(xué)陷阱204，角度大小由種 子光218及第一抽運(yùn)光206的光強(qiáng)、口徑及介質(zhì)池205的長度來決定。通過第 一非共線受激布里淵激光串行組束結(jié)構(gòu)200，在完成第一抽運(yùn)光206的注入和 放大后種子光的提取時，不再需要偏振板和QW的匹配，減少了光學(xué)元件的 使用。而且第一抽運(yùn)光206和種子光218的偏振態(tài)可以同為線偏光、圓偏光和 自然光，降低了對偏振態(tài)的要求。通過第一非共線受激布里淵激光串行組束結(jié) 構(gòu)200后放大的種子光進(jìn)入第二非共線受激布里淵激光串行組束結(jié)構(gòu)201完成 與第二束抽運(yùn)光209的作用。依次類推，到第n個非共線受激布里淵激光串行 組束結(jié)構(gòu)203中完成與第n束抽運(yùn)光217的作用后，輸出激光為n+l束激光的 合成輸出。存在的問題的在圖1和圖2中，為了保持每束抽運(yùn)光與種子光相遇在對 應(yīng)介質(zhì)池的中心位置，需要對抽運(yùn)光進(jìn)行延時，通常的延時解決辦法如圖3 所示 一束種子光303和第一至第三抽運(yùn)光306、 307、 311先后通過第一至第 三串行布里淵放大單元結(jié)構(gòu)300、 301、 302相互作用，假設(shè)種子光303和第一 至第n抽運(yùn)光306、 307、 311初始時間一致，第一光程304和第二光程305所 用時間一樣，并且假設(shè)第三光程309和第四光程310為種子光303分別從第一 串行布里淵放大單元結(jié)構(gòu)300輸出到第二串行布里淵放大單元結(jié)構(gòu)301以及從 第二串行布里淵放大單元結(jié)構(gòu)301輸出到第三串行布里淵放大單元結(jié)構(gòu)302 的光程。則為了使種子光303在第一至第三串行布里淵放大單元結(jié)構(gòu)300、301、 302中與對應(yīng)第一至第三抽運(yùn)光306、 307、 311的脈沖峰峰值相遇在第一至第 三串行布里淵放大單元結(jié)構(gòu)300、 301、 302的中心。則第二抽運(yùn)光307需要經(jīng) 過第一延時光程308,第三抽運(yùn)光311需要經(jīng)過第二延時光程312，最終獲得 放大后的組束輸出激光。通常第一延時光程308和第二延時光程312,的獲得是 通過全反鏡在組束結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)，將會增加組束系統(tǒng)圖1和圖2的復(fù)i性，而且 隨著組束級次的增加，對應(yīng)的抽運(yùn)光束所需要的延時光程會很長，將大大占用 組束系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的空間，不利于組束系統(tǒng)的小型化。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決基于布里淵放大串行組束激光結(jié)構(gòu)中的抽運(yùn)光束的延時 問題，也就是延時光程長所占用的空間大，使組束系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大的缺點(diǎn)， 而提出了一種用于受激布里淵激光串行組束的光路延時裝置。本發(fā)明由主振蕩激光器、光纖分束器、n個增益介質(zhì)、種子光發(fā)生器、n-l 個光纖延時器和布里淵放大組束結(jié)構(gòu)組成；主振蕩激光器輸出的激光經(jīng)過光纖 分束器分成n束子光束，其中rt-l束子光束通過n-l個光纖延時器進(jìn)行延時， 其余下的一束未延時的子光束和n-l束延時后的子光束分別經(jīng)過n個增益介質(zhì) 進(jìn)行放大，未延時的放大子光束通過種子光發(fā)生器產(chǎn)生布里淵放大組束結(jié)構(gòu)所 需要的種子光，n-l束延時的放大子光束為n-l束抽運(yùn)光束，n-l束抽運(yùn)光束通 過布里淵放大組束結(jié)構(gòu)對種子光412逐級進(jìn)行放大完成組束，n為自然數(shù)，且本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)1、 通過光纖延時裝置，使抽運(yùn)光束所需要的延時與組束系統(tǒng)部分分離， 簡化了組束系統(tǒng)，減少了延時裝置所占用的空間。2、 光纖延時裝置的采用還有一定的可調(diào)范圍，提高了組束中各抽遠(yuǎn)光束 延時的適應(yīng)能力，使組束系統(tǒng)的升級更為容易。3、 本發(fā)明光纖延時裝置不僅適用于串行激光組束系統(tǒng)的需要，而且也適 用于其他對多路激光光束有延時需求的應(yīng)用。


圖1是共線受激布里淵激光串行組束結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是非共線受激布里 淵激光串行組束結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是現(xiàn)有延時裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明 的用于受激布里淵激光串行組束的光路延時裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中的用于受激 布里淵激光串行組束韻光路延時裝置由主振蕩激光器401、光纖分束器403、 n 個增益介質(zhì)404、 405、 406…407、種子光發(fā)生器411、 n-l個光纖延時器408、 409…410和布里淵放大組束結(jié)構(gòu)416組成；主振蕩激光器401輸出的激光402 經(jīng)過光纖分束器403分成n束子光束，其中n-l束子光束通過n-l個光纖延時器408、 409…410進(jìn)行延時，其余下的未延時的一束子光束和延時后的n-l束 子光束分別經(jīng)過n個增益介質(zhì)404、 405、 406…407進(jìn)行放大，未延時并放大 的一束子光束通過種子光發(fā)生器411產(chǎn)生布里淵放大組束結(jié)構(gòu)416所需要的種 子光412，延時并放大的n-l束子光束為n-l束抽運(yùn)光束413、 414…415， n-l 束抽運(yùn)光束413、 414…415通過布里淵放大組束結(jié)構(gòu)416對種子光412逐級進(jìn) 行放大完成組束，n為自然數(shù)，且n》2。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于個光纖 延時器408、 409…410的光纖的長度為延時光程。延時光程為保持每束抽運(yùn)光 束413、 414…415與種子光412或放大組合后的種子光相遇在所對應(yīng)介質(zhì)池的 中心位置的光程。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。n-l束抽運(yùn)光束413、 414…415對應(yīng)的延時計算為第一束抽運(yùn)光束413和種子光412在布里淵放大組束結(jié)構(gòu)416內(nèi)所對應(yīng)介 質(zhì)池中相互作用時需要的延時光程為tl，tl要保證種子光412和第一束抽運(yùn)光 束413相遇在對應(yīng)介質(zhì)池的中心位置；種子光412與第一束抽運(yùn)光束413作用后到與第二束抽運(yùn)光束414作用所 走布里淵放大組束結(jié)構(gòu)416的內(nèi)的布局光程為t0，那么第二束抽運(yùn)光束414 和種子光412在其對應(yīng)介質(zhì)池內(nèi)滿足相遇時間所需要的延時時間就為tl+tO， tl+tO也要保證第二束抽運(yùn)光束414和種子光412相遇在對應(yīng)介質(zhì)池的中心位 置；則依此類推，第n束抽運(yùn)光束415和種子光412在其對應(yīng)介質(zhì)池內(nèi)滿足相 遇時間所需要的延時就為tl+n-lt0n》2， tl+n-ltO要保證第n束抽運(yùn)光束415 和種子光412相遇在對應(yīng)介質(zhì)池的中心位置。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于布里淵放大 組束結(jié)構(gòu)416為共線受激布里淵激光串行組束結(jié)構(gòu)和非共線受激布里淵激光 串行組束結(jié)構(gòu)。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。
權(quán)利要求
1、用于受激布里淵激光串行組束的光路延時裝置，其特征在于它由主振蕩激光器(401)、光纖分束器(403)、n個增益介質(zhì)(404、405、406…407)、種子光發(fā)生器(411)、n-1個光纖延時器(408、409…410)和布里淵放大組束結(jié)構(gòu)(416)組成；主振蕩激光器(401)輸出的激光(402)經(jīng)過光纖分束器(403)分成n束子光束，其中n-1束子光束通過n-1個光纖延時器(408、409…410)進(jìn)行延時，其余下的一束未延時的子光束和n-1束延時后的子光束分別經(jīng)過n個增益介質(zhì)(404、405、406…407)進(jìn)行放大，未延時的放大子光束通過種子光發(fā)生器(411)產(chǎn)生布里淵放大組束結(jié)構(gòu)(416)所需要的種子光(412)，n-1束延時的放大子光束為n-1束抽運(yùn)光束(413、414…415)，n-1束抽運(yùn)光束(413、414…415)通過布里淵放大組束結(jié)構(gòu)(416)對種子光(412)逐級進(jìn)行放大完成組束，n為自然數(shù)，且n≥2。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于受激布里淵激光串行組束的光路延時裝置， 其特征在于n-l個光纖延時器(408、 409…410)的光纖的長度為延時光程。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于受激布里淵激光串行組束的光路延時裝置， 其特征在于延時光程為保持每束抽運(yùn)光束(413、 414…415)與種子光(412)或放 大組合后的種子光相遇在所對應(yīng)介質(zhì)池的中心位置的光程。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的用于受激布里淵激光串行組束的光路延時 裝置，其特征在于布里淵放大組束結(jié)構(gòu)(416)為共線受激布里淵激光串行組束 結(jié)構(gòu)和非共線受激布里淵激光串行組束結(jié)構(gòu)。
全文摘要
用于受激布里淵激光串行組束的光路延時裝置。本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，它解決了組束結(jié)構(gòu)中的抽運(yùn)光束的延時問題。本發(fā)明的主振蕩激光器輸出的激光經(jīng)過光纖分束器分成n束子光束，其中n-1束子光束通過n-1個光纖延時器進(jìn)行延時，其余下的一束未延時的子光束和n-1束延時后的子光束分別經(jīng)過n個增益介質(zhì)進(jìn)行放大，未延時的放大子光束通過種子光發(fā)生器產(chǎn)生布里淵放大組束結(jié)構(gòu)所需要的種子光，n-1束延時的放大子光束為n-1束抽運(yùn)光束，n-1束抽運(yùn)光束通過布里淵放大組束結(jié)構(gòu)對種子光逐級進(jìn)行放大完成組束，n為自然數(shù)，且n≥2。它使抽運(yùn)光束所需要的延時與組束系統(tǒng)分離，減少了其占用空間。采用光纖延時裝置具有可調(diào)范圍，提高了適應(yīng)能力，使整體升級更為容易。
文檔編號H01S3/00GK101320879SQ20081006494
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者呂志偉, 王雙義, 王雨雷 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)