本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型超短脈沖激光器及基于增益光柵壓縮脈寬及提高能量的方法。

背景技術(shù)：

目前獲得超短脈沖激光的技術(shù)手段主要是鎖模，但是通過傳統(tǒng)鎖模方式實現(xiàn)的超短脈沖激光器如飛秒激光器具有十分明顯的缺點，例如結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作條件對腔內(nèi)光功率密度和外界環(huán)境十分敏感等。具有上述缺點一方面的原因是由于目前超短脈沖激光器通常是利用被動非線性器件產(chǎn)生周期性調(diào)制，或利用激活介質(zhì)本身的非線性效應(yīng)對振蕩光束進行強度調(diào)制、相位鎖定。超短脈沖激光器要求腔內(nèi)功率密度足夠高，但是過度的自調(diào)制會引起鎖模的不穩(wěn)定，對外界的擾動非常靈敏，因此通過這種方式獲得飛秒激光脈沖的條件十分苛刻；另一方面，鎖模激光器的重復(fù)頻率通常為mhz量級，具有較高的重復(fù)頻率及較高的平均輸出功率，但其單脈沖能量較低。通過鎖模技術(shù)直接獲得高重復(fù)頻率激光脈沖時間間隔非常小，在材料加工過程中，激光脈沖與材料作用過程中產(chǎn)生的等離子體無法及時散去，會產(chǎn)生等離子體屏蔽效應(yīng)，嚴重影響激光加工效率和質(zhì)量。實驗研究結(jié)果表明，當(dāng)重復(fù)頻率小于1mhz時，等離子屏蔽效應(yīng)較弱，激光脈沖能量較高，加工速率和加工效果明顯提升。

同時，鎖模激光器機械敏感度高，光路校準困難。為了降低鎖模激光器的重復(fù)頻率，同時提高平均功率和脈沖能量，保持脈沖穩(wěn)定性，需要額外使用脈沖選擇器、激光放大器等設(shè)備，明顯增加了激光系統(tǒng)的復(fù)雜程度、技術(shù)難度以及成本。

基于環(huán)形諧振腔產(chǎn)生的增益光柵主要由四波混頻效應(yīng)、自泵浦相位共軛效應(yīng)和雙相位共軛效應(yīng)等非線性效應(yīng)作用而形成，具有非線性特性，自適應(yīng)匹配激光波長，大于1的衍射效率，高的空間和頻譜選擇性等。形成增益光柵的基本機制是兩束相干光束在飽和增益介質(zhì)中干涉形成空間燒孔，相干光束中的任何位相信息都將被寫入到增益光柵中，該光柵可以被看作三維體全息圖，能夠?qū)Ξa(chǎn)生的激光進行空間調(diào)制、時間調(diào)制、光譜濾波和相位補償?shù)?。美國的g.a.rakuljic和v.leyva在光折變材料中利用二波混頻效應(yīng)，實現(xiàn)了投射式和反射式全息體光柵，濾波帶寬0.0125nm(opt.lett.1993,18(6):459～461)。m.j.damzen課題組理論研究了增益光柵的濾波特性以及光譜演化過程，研究結(jié)果證明采用增益光柵的自適應(yīng)激光諧振腔中，增益光柵能夠選模實現(xiàn)單縱模激光輸出(ieeej.ofquantumelectron.2000,36(7):802～809)。這些研究表明，利用四波混頻效應(yīng)形成相位共軛，產(chǎn)生增益光柵，能夠?qū)す獾目臻g、頻譜和瞬態(tài)特性進行控制，能夠?qū)η粌?nèi)光束實現(xiàn)光譜濾波。

雖然國外研究人員在增益光柵光譜濾波方面的研究取得了很大的進展，但是仍未充分利用增益光柵的光譜濾波特性，應(yīng)用于注入激光脈沖寬度壓縮的研究中。同時，傳統(tǒng)脈沖壓縮方法由于利用了非線性壓縮技術(shù)或使用了窄帶濾波器，將極大的損失脈沖能量，因此很難從原理上實現(xiàn)高效率、高能量超短脈沖壓縮輸出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決技術(shù)傳統(tǒng)鎖模超短脈沖激光器對工作環(huán)境的高度依賴性，以及傳統(tǒng)脈沖壓縮技術(shù)效率極低的問題，本發(fā)明提出的一種基于增益光柵壓縮脈寬及提高能量的方法及激光器，在增益帶寬范圍內(nèi)能夠自適應(yīng)光譜濾波、選模、補償相位，獲得高光束質(zhì)量、高脈沖能量的激光輸出，在脈沖壓縮及脈沖能量放大的方面具有極大的潛力，進一步拓展了增益光柵的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種激光器，其特殊之處在于：包括脈沖種子激光1與環(huán)形諧振腔，上述環(huán)形諧振腔包括沿光路依次設(shè)置的第一激光增益介質(zhì)31、位置可調(diào)的全反棱鏡51、透鏡間距可調(diào)的透鏡組53、第二激光增益介質(zhì)32、非互易元件及耦合輸出鏡7；

還包括第一半導(dǎo)體泵浦源33和第二半導(dǎo)體泵浦源34，所述第一半導(dǎo)體泵浦源33和第二半導(dǎo)體泵浦源34分別為第一激光增益介質(zhì)31和第二激光增益介質(zhì)32提供增益；

脈沖種子激光1發(fā)出的脈沖激光以一定角度通過第一激光增益介質(zhì)31，然后先后進入位置可調(diào)的全反棱鏡51與透鏡間距可調(diào)的透鏡組53，上述位置可調(diào)的全反棱鏡51與透鏡間距可調(diào)的透鏡組53分別用于調(diào)整整個環(huán)形諧振腔長及脈沖激光模場大??；再通過第二激光增益介質(zhì)32，上述第二激光增益介質(zhì)32用于放大激光脈沖能量；之后通過非互易元件，調(diào)整激光透射系數(shù)大小后水平再次通過第一激光增益介質(zhì)31，最后通過耦合輸出鏡7出射。

脈沖種子激光以一定夾角兩次通過第一激光增益介質(zhì)，在第一激光增益介質(zhì)中，脈沖種子激光以一定夾角相交，利用空間燒孔效應(yīng)和光束干涉作用產(chǎn)生增益光柵，外部注入的脈沖種子激光在環(huán)形諧振腔內(nèi)往返振蕩，實現(xiàn)脈沖壓縮。在第二激光增益介質(zhì)32中，外部注入的脈沖種子激光在環(huán)形諧振腔內(nèi)往返振蕩，提取第二激光增益介質(zhì)32的增益，進一步實現(xiàn)了脈沖能量放大。通過控制計算機操縱第一精密步進電機帶動全反棱鏡，實現(xiàn)對環(huán)形諧振腔長的精確控制；通過控制計算機操縱第二精密步進電機控制透鏡組的位置，實現(xiàn)對環(huán)形諧振腔內(nèi)脈沖激光模場大小的精確控制。以此改變并優(yōu)化第一激光增益介質(zhì)中增益光柵的頻譜濾波特性和非線性特性，實現(xiàn)高效率脈沖壓縮，最終輸出超短脈沖激光。

優(yōu)選地，上述激光器還包括位于脈沖種子激光1與環(huán)形諧振腔之間的1/2波片21、位于非互易元件與第一激光增益介質(zhì)31之間的1/2波片22、位于第一激光增益介質(zhì)31與耦合輸出鏡7之間的1/2波片23；位于第一激光增益介質(zhì)31與位置可調(diào)的全反棱鏡51之間的兩個全反射鏡41、42，位于全反棱鏡51與透鏡組53之間的全反射鏡43，位于透鏡間距可調(diào)的透鏡組53與第二激光增益介質(zhì)32之間的全反射鏡44，位于第二激光增益介質(zhì)32與非互易元件之間的全反射鏡45及位于非互易元件與第一激光增益介質(zhì)31之間的全反射鏡46。

優(yōu)選地，上述非互易元件包括依次設(shè)置的偏振分光棱鏡61、法拉第旋轉(zhuǎn)器62、1/2波片24、偏振分光棱鏡63。

優(yōu)選地，上述位置可調(diào)的全反棱鏡51安裝在精密步進電機52上；上述透鏡間距可調(diào)的透鏡組53安裝在精密步進電機54上；上述精密步進電機54沿脈沖激光路徑移動。

優(yōu)選地，上述第一激光增益介質(zhì)31和第二激光增益介質(zhì)32為nd:yag、nd:yvo4、nd:gdo4、nd:ylf、yb:yag、nd:glass摻雜稀土元素的激光晶體、玻璃或陶瓷。

優(yōu)選地，上述第一半導(dǎo)體泵浦源33和第二半導(dǎo)體泵浦源34為單個半導(dǎo)體巴條或多個半導(dǎo)體巴條。

本發(fā)明還提供另外一種激光器，其特殊之處在于：包括脈沖種子激光1與環(huán)形諧振腔，上述環(huán)形諧振腔包括一個a單元及至少一個b單元，上述a單元沿光路依次設(shè)置有第一激光增益介質(zhì)31、位置可調(diào)的全反棱鏡51、透鏡間距可調(diào)的透鏡組53、第二激光增益介質(zhì)32及非互易元件；

a單元還包括第一半導(dǎo)體泵浦源33與第二半導(dǎo)體泵浦源34，上述第一半導(dǎo)體泵浦源和第二半導(dǎo)體泵浦源34分別為第一激光增益介質(zhì)31和第二激光增益介質(zhì)32提供增益；

所述b單元沿光路依次設(shè)置有第三激光增益介質(zhì)35、第四激光增益介質(zhì)36、非互易元件及耦合輸出射鏡7；

b單元還包括第三半導(dǎo)體泵浦源37與第四半導(dǎo)體泵浦源38，上述第三半導(dǎo)體泵浦源37和第四半導(dǎo)體泵浦源38分別為第三激光增益介質(zhì)35和第四激光增益介質(zhì)36提供增益；

a單元的出射光通過1/2波片進入b單元；

脈沖種子激光1發(fā)出的脈沖激光以一定角度通過第一激光增益介質(zhì)31，然后先后進入位置可調(diào)的全反棱鏡51與透鏡間距可調(diào)的透鏡組53，所述位置可調(diào)的全反棱鏡51與透鏡間距可調(diào)的透鏡組53分別用于調(diào)整整個環(huán)形諧振腔長及脈沖激光模場大小；再通過第二激光增益介質(zhì)32，所述第二激光增益介質(zhì)32用于放大激光脈沖能量；之后通過非互易元件，調(diào)整激光透射系數(shù)大小后，后水平再次通過第一激光增益介質(zhì)31，再通過1/2波片依次進入第三激光增益介質(zhì)35、第四激光增益介質(zhì)36、非互易元件后，再次以一定角度通過第三激光增益介質(zhì)35，最后耦合輸出鏡7出射。

脈沖種子激光1以一定夾角兩次通過第一激光增益介質(zhì)31和第三激光增益介質(zhì)35，在第一激光增益介質(zhì)31和第三激光增益介質(zhì)35中，脈沖種子激光1以一定夾角相交，利用空間燒孔效應(yīng)和光束干涉作用產(chǎn)生增益光柵，外部注入的脈沖種子激光1在兩組環(huán)形諧振腔內(nèi)往返振蕩，實現(xiàn)脈沖壓縮。第一半導(dǎo)體泵浦源33、第二半導(dǎo)體泵浦源34、第三半導(dǎo)體泵浦源37、第四半導(dǎo)體泵浦源38分別為第一激光增益介質(zhì)31、第二激光增益介質(zhì)32、第三激光增益介質(zhì)35、第四激光增益介質(zhì)36提供增益。在第二激光增益介質(zhì)32和第四激光增益介質(zhì)36中，外部注入的脈沖種子激光1在環(huán)形諧振腔內(nèi)往返振，提取第二激光增益介質(zhì)32和第四激光增益介質(zhì)38的增益，進一步實現(xiàn)了脈沖能量放大。通過控制計算機操縱精密步進電機52帶動全反棱鏡10調(diào)整，實現(xiàn)對環(huán)形諧振腔長的精確控制；通過控制計算機操縱精密步進電機54帶動透鏡組53調(diào)整，實現(xiàn)對環(huán)形諧振腔內(nèi)脈沖激光模場大小的精確控制。以此改變并優(yōu)化第一激光增益介質(zhì)31和第三激光增益介質(zhì)35中增益光柵的頻譜濾波特性和非線性特性，實現(xiàn)高效率脈沖壓縮，最終輸出超短脈沖激光。

本發(fā)明還提供一種基于增益光柵壓縮脈寬及提高能量的方法，包括以下步驟：

1)調(diào)整外部注入的脈沖種子激光1的相位后使脈沖種子激光1以一定角度通過第一激光增益介質(zhì)31；

2)通過調(diào)整從第一激光增益介質(zhì)31出射的脈沖激光的光程來調(diào)整整個環(huán)形諧振腔長；再調(diào)整整個環(huán)形諧振腔脈沖激光模場大??；

3)控制調(diào)整激光模場后的脈沖激光進入第二激光增益介質(zhì)32，放大脈沖激光能量；

4)調(diào)整放大后的脈沖激光的激光透射系數(shù)后，再次水平進入第一激光增益介質(zhì)31；

5)調(diào)整步驟4)中第一激光增益介質(zhì)31的出射脈沖激光的相位后，將部分脈沖激光反射回第一激光增益介質(zhì)31中形成四波混頻，利用空間燒孔效應(yīng)和光束干涉作用產(chǎn)生增益光柵，實現(xiàn)脈沖壓縮，輸出壓縮脈沖。

優(yōu)選地，可以通過1/2波片21調(diào)整外部注入的脈沖種子激光1的相位；

脈沖激光的光程通過位置可調(diào)的全反棱鏡51調(diào)整，整個環(huán)形諧振腔激光脈沖模場通過透鏡間距可調(diào)的透鏡組53調(diào)整；

上述步驟2)具體為：

從第一激光增益介質(zhì)31出射的脈沖激光經(jīng)過位置可調(diào)的全反棱鏡51，通過調(diào)整位置可調(diào)的全反棱鏡51的位置調(diào)整激光脈沖的光程即調(diào)整整個環(huán)形諧振腔長；

再經(jīng)全反棱鏡51反射至透鏡間距可調(diào)的透鏡組53，通過調(diào)整透鏡間距調(diào)整整個環(huán)形諧振腔脈沖激光模場大小。

優(yōu)選地，步驟4)中放大后的脈沖激光的激光透射系數(shù)通過非互易元件調(diào)整，所述非互易元件包括依次設(shè)置的偏振分光棱鏡61、法拉第旋轉(zhuǎn)器62、1/2波片24、偏振分光棱鏡63。

優(yōu)選地，步驟5)中通過耦合輸出鏡7反射及輸出部分脈沖激光；通過精密步進電機52控制全反棱鏡51的位置；通過精密步進電機52控制透鏡組53中透鏡的間距。

上述耦合輸出鏡7反射的脈沖激光中的部分脈沖激光可以多次重復(fù)步驟2)至步驟5)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用增益光柵的特性，應(yīng)用于外部注入激光脈沖寬度壓縮的研究中，通過全新的思路實現(xiàn)了外部注入激光脈沖壓縮的同時放大了脈沖能量，相較于目前出現(xiàn)過的脈沖壓縮方式具有效率高、適應(yīng)性好、可擴展的優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中附圖標記為：1-脈沖種子激光，21、22、23、24、25、26、27-1/2波片，31-第一激光增益介質(zhì)，32-第二激光增益介質(zhì)，33-第一半導(dǎo)體泵浦源，34-第二半導(dǎo)體泵浦源，35-第三激光增益介質(zhì)，36-第四激光增益介質(zhì)，37-第三半導(dǎo)體泵浦源，38-第四半導(dǎo)體泵浦源，41、42、43、44、45、46、47、48、49、411-全反射鏡，51-全反棱鏡，52、54-精密步進電機，53-透鏡組，61、63、64、65-偏振分光棱鏡，62、621-旋轉(zhuǎn)器，7-耦合輸出鏡。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的描述。

本發(fā)明方法主要包括以下步驟：

1)調(diào)整外部注入的脈沖種子激光1的相位后使脈沖種子激光1以一定角度(與第一激光增益介質(zhì)31水平面的夾角)通過第一激光增益介質(zhì)31；

2)通過調(diào)整從第一激光增益介質(zhì)31出射的脈沖激光的光程來調(diào)整整個環(huán)形諧振腔長；再通過調(diào)整透鏡間距可調(diào)的透鏡組53中的透鏡間距來調(diào)整整個環(huán)形諧振腔脈沖激光模場大??；

3)控制調(diào)整激光模場后的脈沖激光進入第二激光增益介質(zhì)32，放大脈沖激光能量；

4)放大后的脈沖激光經(jīng)過非互易元件，調(diào)整激光透射系數(shù)大小后，再次水平進入第一激光增益介質(zhì)31；

5)調(diào)整步驟4)中第一激光增益介質(zhì)31的出射脈沖激光的相位后，使脈沖激光到達耦合輸出鏡7，耦合輸出鏡7將脈沖激光部分反射回第一激光增益介質(zhì)31中形成四波混頻，利用空間燒孔效應(yīng)和光束干涉作用產(chǎn)生增益光柵，實現(xiàn)脈沖壓縮，壓縮脈沖通過耦合輸出鏡7輸出；耦合輸出鏡7反射的脈沖激光中的部分脈沖激光多次重復(fù)步驟2)至步驟5)。

通過1/2波片21調(diào)整外部注入的脈沖種子激光1的相位；通過精密步進電機52調(diào)整全反棱鏡51的位置，同時通過精密步進電機54調(diào)整透鏡組53中透鏡的間距，步驟2)可以具體為：

從第一激光增益介質(zhì)31出射的脈沖激光經(jīng)過位置可調(diào)的全反棱鏡51，通過調(diào)整位置可調(diào)的全反棱鏡51的位置調(diào)整激光脈沖的光程即調(diào)整整個環(huán)形諧振腔長；

再經(jīng)全反棱鏡51反射至透鏡間距可調(diào)的透鏡組53，通過調(diào)整透鏡間距調(diào)整整個環(huán)形諧振腔脈沖激光模場大小。

實施例一

從圖1可以看出，本實施例激光器包括脈沖種子激光1與環(huán)形諧振腔，所述環(huán)形諧振腔包括沿光路依次設(shè)置的第一激光增益介質(zhì)31、全反射鏡41、全反射鏡42、位置可調(diào)的全反棱鏡51、全反射鏡43、透鏡間距可調(diào)的透鏡組53、全反射鏡44、第二激光增益介質(zhì)32、全反射鏡45、非互易元件、全反射鏡46、1/2波片22及耦合輸出鏡7；脈沖種子激光1與環(huán)形諧振腔之間還設(shè)置有1/2波片21。

非互易元件包括依次設(shè)置的偏振分光棱鏡61、法拉第旋轉(zhuǎn)器62、1/2波片24、偏振分光棱鏡63。

還包括第一半導(dǎo)體泵浦源33和第二半導(dǎo)體泵浦源34，第一半導(dǎo)體泵浦源33和第二半導(dǎo)體泵浦源34分別為第一激光增益介質(zhì)31和第二激光增益介質(zhì)32提供增益；第一激光增益介質(zhì)31和第二激光增益介質(zhì)32是nd:yag、nd:yvo4、nd:gdo4、nd:ylf、yb:yag、nd:glass等摻雜稀土元素的激光晶體、玻璃或陶瓷。第一半導(dǎo)體泵浦源33和第二半導(dǎo)體泵浦源34為單個半導(dǎo)體巴條或多個半導(dǎo)體巴條。

位置可調(diào)的全反棱鏡51及透鏡間距可調(diào)的透鏡組53分別安裝在精密步進電機52、54上。精密步進電機由控制計算機操縱并沿脈沖激光傳播方向移動。精密步進電機52帶動全反棱鏡51移動，實現(xiàn)對環(huán)形諧振腔長的精確控制；精密步進電機54帶動透鏡組53，實現(xiàn)對環(huán)形諧振腔內(nèi)脈沖激光模場大小的精確控制。

其中，脈沖種子激光1經(jīng)過1/2波片21調(diào)整相位后，以一定角度通過第一激光增益介質(zhì)31，經(jīng)全反射鏡41和42反射至全反棱鏡51，全反棱鏡51安裝在精密步進電機52上，實現(xiàn)對諧振腔長的精確控制。脈沖激光再通過全反射鏡43進入透鏡組53，通過調(diào)整透鏡組53中的透鏡間距，實現(xiàn)對脈沖激光光束尺寸的控制。經(jīng)全反射鏡44反射后，脈沖激光進入第二激光增益介質(zhì)32，實現(xiàn)脈沖能量放大。偏振分光棱鏡61、法拉第旋轉(zhuǎn)器62、1/2波片24、偏振分光棱鏡63構(gòu)成非互易元件，通過旋轉(zhuǎn)1/2波片24改變非互易元件的順時針和逆時針透射系數(shù)大小。激光脈沖通過非互易元件后再次進入第一激光增益介質(zhì)31，與第一次注入的激光脈沖以一定夾角相交，通過第一激光增益介質(zhì)31后，經(jīng)1/2波片23調(diào)整相位，耦合輸出鏡7部分反射后回到第一激光增益介質(zhì)31中形成四波混頻，利用空間燒孔效應(yīng)和光束干涉作用產(chǎn)生增益光柵，實現(xiàn)脈沖壓縮，壓縮脈沖通過耦合輸出鏡7輸出；耦合輸出鏡7反射回的部分脈沖激光可多次依次通過第一激光增益介質(zhì)31、全反棱鏡51、透鏡組53、第二激光增益介質(zhì)32、非互易元件后再次進入第一激光增益介質(zhì)31，實現(xiàn)脈沖壓縮，壓縮脈沖通過耦合輸出鏡7輸出。

實施例二

從圖2可以看出，本實施例激光器包括脈沖種子激光1與環(huán)形諧振腔，所述環(huán)形諧振腔包括沿光路依次設(shè)置的第一激光增益介質(zhì)31、全反射鏡41、全反射鏡42、位置可調(diào)的全反棱鏡51、全反射鏡43、透鏡間距可調(diào)的透鏡組53、全反射鏡44、第二激光增益介質(zhì)32、全反射鏡45、非互易元件、全反射鏡46、1/2波片22、1/2波片23、第三激光增益介質(zhì)35、1/2波片26、全反射鏡47、全反射鏡48、第四激光增益介質(zhì)36、全反射鏡49、偏振分光棱鏡64、法拉第旋轉(zhuǎn)器621、1/2波片27、偏振分光棱鏡65、全反射鏡411及耦合輸出鏡7，以1/2波片23為節(jié)點依次構(gòu)成兩組環(huán)形組件即環(huán)形諧振腔(可根據(jù)脈沖壓縮率及脈沖能量的需要，環(huán)形諧振腔個數(shù)可以不斷擴展)，還包括設(shè)置于脈沖種子激光1與環(huán)形諧振腔之間的1/2波片21。

還包括第一半導(dǎo)體泵浦源33、第二半導(dǎo)體泵浦源34、第三半導(dǎo)體泵浦源37及第四半導(dǎo)體泵浦源38，第一半導(dǎo)體泵浦源33、第二半導(dǎo)體泵浦源34、第三半導(dǎo)體泵浦源37及第四半導(dǎo)體泵浦源38分別為第一激光增益介質(zhì)31、第二激光增益介質(zhì)32、第三激光增益介質(zhì)35、第四激光增益介質(zhì)36提供增益；第一激光增益介質(zhì)31、第二激光增益介質(zhì)32、第三激光增益介質(zhì)35、第四激光增益介質(zhì)36是nd:yag、nd:yvo4、nd:gdo4、nd:ylf、yb:yag、nd:glass等摻雜稀土元素的激光晶體、玻璃或陶瓷。第一、第二、第三及第四半導(dǎo)體泵浦源為單個半導(dǎo)體巴條或多個半導(dǎo)體巴條。

位置可調(diào)的全反棱鏡51及透鏡間距可調(diào)的透鏡組53分別安裝在精密步進電機52、54上。精密步進電機由控制計算機操縱并沿脈沖激光傳播路徑移動。精密步進電機52帶動全反棱鏡51，實現(xiàn)對環(huán)形諧振腔長的精確控制；精密步進電機54帶動透鏡組53，實現(xiàn)對環(huán)形諧振腔內(nèi)脈沖激光模場大小的精確控制。

其中，脈沖種子激光1經(jīng)過1/2波片21調(diào)整相位后，以一定夾角通過第一激光增益介質(zhì)31，經(jīng)全反射鏡41和42反射至全反棱鏡51，全反棱鏡51安裝在精密步進電機52上，實現(xiàn)對諧振腔長的精確控制。脈沖激光再通過全反射鏡43進入透鏡組53，通過調(diào)整透鏡組53中的透鏡間距，實現(xiàn)對脈沖激光光束尺寸的控制。經(jīng)全反射鏡44反射后，脈沖激光進入第二激光增益介質(zhì)32，實現(xiàn)脈沖能量放大。偏振分光棱鏡61、法拉第旋轉(zhuǎn)器62、1/2波片24、偏振分光棱鏡63構(gòu)成非互易元件，通過旋轉(zhuǎn)1/2波片24改變非互易元件的順時針和逆時針透射系數(shù)大小。激光脈沖通過非互易元件后再次進入第一激光增益介質(zhì)31，與第一次注入的激光脈沖以一定夾角相交，通過第一激光增益介質(zhì)31后，經(jīng)1/2波片23調(diào)整相位后進入第三激光增益介質(zhì)35，經(jīng)全反射鏡47和全反射鏡48反射通過第四激光增益介質(zhì)36，實現(xiàn)脈沖能量放大。偏振分光棱鏡64、法拉第旋轉(zhuǎn)器621、1/2波片27、偏振分光棱鏡65構(gòu)成非互易元件，通過旋轉(zhuǎn)1/2波片27改變非互易元件的順時針和逆時針透射系數(shù)大小；激光脈沖通過非互易元件后再次進入第三激光增益介質(zhì)35，與第一次注入的激光脈沖以一定夾角相交，通過第三激光增益介質(zhì)35后，經(jīng)1/2波片26調(diào)整相位，耦合輸出鏡7部分反射后回到第一激光增益介質(zhì)31中形成四波混頻，利用空間燒孔效應(yīng)和光束干涉作用產(chǎn)生增益光柵，實現(xiàn)脈沖壓縮，壓縮脈沖通過耦合輸出鏡7輸出。耦合輸出鏡7反射回的部分脈沖激光可多次依次通過第一激光增益介質(zhì)31、全反棱鏡51、透鏡組53、第二激光增益介質(zhì)32、非互易元件后，再次通過第一激光增益介質(zhì)31，第三激光增益介質(zhì)35、第四激光增益介質(zhì)36后再次進入第三激光增益介質(zhì)35實現(xiàn)脈沖壓縮，壓縮脈沖通過耦合輸出鏡7輸出。