运用熔石英材位体扼制镜材的泵浦光束新型体系

《运用熔石英材位体扼制镜材的泵浦光束新型体系》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、运用熔石英材位体扼制镜材的泵浦光束新型体系1实验装置实验装置如1所示。由振荡级发出的脉冲激光经过光隔离器后又二级放大，放大后的激光脉冲由透镜会聚在熔石英棒内。装置中的激光振荡级如2所示(即1中oscillator部分)。M1是对波长为1064nm的全反平凹镜，P1为偏振片，ZBR1为补偿镜。振荡级的输出镜采用标准具组结构，由二个标准具组成，标准具之间的空气间隙需保证二标准具高度平行。这样组成的标准具组整体等效反射率为40%•使用了这样的标准具组后激光输岀中的纵模个数减少，提高了输出激光的相干长度，以降低产生SBS的阈值，提高SBS的反射率。1中的放大级由两根直径

2、为6mm,长160mm的Nd:YAG棒(中amplifieri,amplifier2)构成。其中LI,L2为扩束镜，用来增大模式体积和提高放大级的放大效率。偏振片P2,P3,和法拉第旋光器(Faraday1)组成隔离器，是为了防止由熔石英产生的相位共轨光经过双通放大后的光反向注入振荡级中，造成对振荡级的破坏。22.5。放置的X/2波片是为了改变偏振方向。透镜L3,L4以及SR1(90。石英旋光片)组成4f成像系统，成为了像传递系统和空间滤波器，一方面保证了相位共轨效应更完善，另一方面用来消除放大级径向及切向热透镜效应上的差异。4f系统的焦点应处于真空管中，防止空

3、气被高功率激光击穿。ZBR2及ZBR3为补偿镜：在100Hz时分别用焦距为・400mm及・450mm的平凹镜；在400Hz时两处都采用焦距为.350mm及-300mm的平凹镜组。SR2也是90。石英旋光片。output1处放置SpriconM2200M2仪用来测量系统的M2值等参数。通过两次放大后的激光通过匸410mm的透镜L5聚焦射入熔石英棒中。P4和法拉第旋光器组合成隔离器。G1为未镀膜的普通玻璃白片,反射率为1/11•在output2和output3处分别用功率计测量功率以计算SBS反射率，并用PIN管和示波器观察这两处的波形以获得SBS入射光和出射光的波

4、形。SBS反射后的光斑可以在P4的反射处观察,或者在output1处观察，这是由于SBS反射光退偏后的部分泄漏光经过返回后的二级再放大，一方面具有较大的能量，另一方面也反映出二次通过放大级对放大级畸变的补偿作用，观察其光斑质量更加有利。实验中使用的熔石英棒直径30mm,长200mm.2实验结果重复频率100Hz下，当入射能量到达34mJ时，达到熔石英生SBS的阈值，此时在偏振片P4的反射方向上可以看到闪烁的SBS反射光。在outputl处用照相纸观察光斑，发现双通放大后的光斑呈规律性的闪灭。这是市于输入功率在SBS阈值附近，使得SBS反射还不稳定的原因。反射率随

5、入射能量的增加而增加，观察outputl处的输出，在SBS输入能量约为51mJ时，SBS反射光已经变得十分稳定，也就是说输入功率已经远超过SBS阈值，进入正常稳定的SBS过程。实验中我们从该值开始测量了不同输入能量下所对应的SBS反射率，如所示。可以看到，反射率随着泵浦功率增加而递增。这与大部分的SBS实验结果相似。当输入能量达到60.1mJ时，SBS反射率提高到24.33%,在稳定工作了lmin之后，熔石英棒在焦点处出现损坏。在整个测量范围内没有观察到反射率饱和的现象。分析其原因，是因为入射激光的重复频率和单脉冲能量都较大，而且入射激光并不是严格的单纵模，导致

6、了石英棒中热量不断地集聚而得不到释放，这势必影响石英棒的损坏阈值，使之比小重复率单纵模泵浦情况下的值大为减小。特别是在正常工作了lmin左右的时间里，热量的不断累积，最终造成石英棒的损坏。实验的测量误差在±5%.使用SpriconM2200M2仪,在output1处测量了通过熔石英产生的部分相位共辘光通过两次放大后的M2值，并采集了光斑图像，如（a）所示。在不同的输入能量下测量得到的M2值在误差范围内基本相等，在x方向的M2x为1。74,y方向的M2y为1.66.为作比较，采用0。全反镜代替熔石英棒，在output1处测量得到x方向的M2x为3。32,y方向的M

7、2y为2.61,采集的光斑图像如（b）所示。可以明显的看到，采用熔石英作为相位共辘镜大大改善了光束质量。4通过熔石英棒反射的和通过0。全反镜反射的双通放大后的远场光斑实验中还使用示波器在output2处测量输入光的波形如（a）所示,在output3处测量SBS反射光的波形如（b）所示。由图可见，SBS反射光的脉宽约为入射光脉宽的一半，脉冲被大大压缩，且SBS反射光脉冲上升沿比入射光陡峭很多。在重复频率400Hz下，当入射能量达到35mJ的时候，我们观测到了微弱的SBS现象，与100Hz时的34mJ相比，可认为在误差范围内是相等的。也就是说，重复频率的变化对熔石英

8、的SBS阈值影响不大。在