多光束布里渊放大器件以及激光放大方法技术

本公开涉及一种多光束布里渊放大器件以及激光放大方法，涉及激光放大领域。其中的多光束布里渊放大器件包括：依次排列的至少两个放大单元，放大单元内设有增益介质；种子光通过至少两个放大单元内的增益介质纵向传播；种子光的传播方向与至少两个放大单元的排列方向一致；至少两束泵浦光关于种子光的传播方向对称分布，以预设角度射入至少两个放大单元内的增益介质内，实现布里渊放大。应用本公开可以实现对激光的有效放大。以实现对激光的有效放大。以实现对激光的有效放大。

【技术实现步骤摘要】
多光束布里渊放大器件以及激光放大方法


[0001]本申请涉及激光
，具体涉及激光放大领域，尤其涉及一种多光束布里渊放大器件以及激光放大方法。

技术介绍

[0002]以等离子体作为增益介质进行短激光脉冲放大因为不受固态光学器件的损伤阈值的限制，所以可以获得远高于啁啾脉冲放大技术得到的激光强度。以等离子体作为媒介，持续较长时间的泵浦激光脉冲的能量可通过三波耦合过程转移给具有较短脉冲时间的种子光，从而实现短脉冲种子光的持续放大。可利用的三波耦合过程包括以电子等离子体作为子波的受激拉曼散射(SRS)和以离子等离子体波作为子波的受激布里渊散射(SBS)。
[0003]当前对利用受激拉曼散射或受激布里渊散射来进行激光脉冲放大的拉曼放大过程的研究，已展示了其在构建紧凑、低成本超高强度激光系统中的巨大潜力。其中受激布里渊散射更具有泵浦光与种子光可由相同设备产生，无需额外种子光生成装置，以及对泵浦光与种子光的频率失配，以及等离子体温度、密度不均匀性容忍度更高这些优点。为了充分利用SBS进行激光放大的优势，提升放大倍数，需要设计合适的放大策略，并选取合适的参数空间来实现高放大倍数。

技术实现思路

[0004]本公开的实施例提供了一种多光束布里渊放大器件以及激光放大方法。
[0005]第一方面，本公开的实施例提供了一种多光束布里渊放大器件，包括：依次排列的至少两个放大单元，放大单元内设有增益介质；种子光通过至少两个放大单元内的增益介质纵向传播；种子光的传播方向与至少两个放大单元的排列方向一致；至少两束泵浦光关于种子光的传播方向对称分布，以预设角度射入至少两个放大单元内的增益介质内，实现布里渊放大。
[0006]第二方面，本公开的实施例提供了一种激光放大方法，包括：确定如第一方面所描述的多光束布里渊放大器件的多个参数；将多个参数中的部分参数设定为对应的预设值，确定多光束布里渊放大器件在其余参数取预设数值范围内的数值时的放大效果；根据放大效果，确定其余参数的取值；根据所确定的取值，利用多光束布里渊放大器件对激光进行放大。
[0007]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0008]附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
[0009]图1为本公开的多光束布里渊放大器件的一个实施例的结构示意图；
[0010]图2为本公开的多光束布里渊放大器件中放大单元的工作原理示意图；
[0011]图3为本公开的多光束布里渊放大器件的另一个实施例的结构示意图；
[0012]图4为本公开的激光放大方法的一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
[0013]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0014]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0015]在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0016]为使本公开的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本公开作进一步详细的说明。
[0017]图1示出了本公开的多光束布里渊放大器件的一个实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例的多光束布里渊放大器件100可以包括依次排列的至少两个放大单元。本实施例中以三个放大单元为例进行说明，三个放大单元分别为放大单元101、放大单元102、放大单元103。每个放大单元内设有增益介质104。增益介质(即激光工作物质)，是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，有时也称为激光增益媒质，它们可以是固体(晶体、玻璃)、气体(原子气体、离子气体、分子气体)、半导体和液体等媒质。
[0018]种子光105通过各放大单元内的增益介质104纵向传播。种子光105可以由种子激光器提供。种子光105依次通过各放大单元内的增益介质104。种子光105传播的方向称为纵向，与种子光105的传播方向垂直的方向可以称为横向。
[0019]本实施例中，种子光105的传播方向与放大单元103、放大单元102、放大单元101的排列方向一致。这样可以保证种子光105最大程度的射入放大单元101、放大单元102、放大单元103内的增益介质104中，以最大程度的呈现放大效果。
[0020]本实施例的多光束布里渊放大器件100中还可以包括至少两束泵浦光106。上述泵浦光106关于种子光105的传播方向对称分布。并且，上述泵浦光106以预设角度射入各放大单元的增益介质内。这样，在单个增益介质内，两束泵浦光和一束种子光发生耦合，种子光中的光子吸收泵浦光的能量，实现越级，从而能够实现光放大。
[0021]下面通过图2所示的示意图来从理论方面说明本实施例中的多光束布里渊放大器件100实现光放大的原理。如图2所示，种子光沿增益介质纵向方向传播，两泵浦光相对于种子光传播方向对称分布。两泵浦光的横向宽度均为ω0，其之间的交叉角为2θ
h
。这样，两泵浦光的重叠部分为一个菱形，该菱形的纵向长度为L
||
＝ω0sinθ
h
，横向长度为L
⊥
＝ω0cosθ
h
。最大增益长度L
a
由重叠部分的纵向长度L
||
与增益介质的纵向长度L
p
的最小值决定，即L
a
＝min[L
||
,L
p
]。
[0022]由上式可知，如果想要增大最大增益长度L
a
，可以增大重叠部分的纵向长度L
||
或增益介质的纵向长度L
p
。重叠部分的纵向长度L
||
的增大可以通过利用多个并行排布的泵浦光源来等效增大泵浦光的横向尺寸ω0。本实施例中，通过在纵向依次排列至少两个放大单
元，相当于延长了增益介质的长度L
p
，从而实现了最大增益长度L
a
的增大。
[0023]本公开的上述实施例提供的多光束布里渊放大器件可以增大最大增益长度，从而提升光放大效果。
[0024]继续参见图3，其示出了根据本公开的多光束布里渊放大器件的另一个实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例中，多光束布里渊放大器件300可以包括依次排列的至少两个放大单元。此处仍以三个放大单元作为示例，需要说明的是，本公开中仅以三个放大单元作为示例来说明，并不是限定本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多光束布里渊放大器件，包括：依次排列的至少两个放大单元，所述放大单元内设有增益介质；种子光通过所述至少两个放大单元内的增益介质纵向传播；所述种子光的传播方向与所述至少两个放大单元的排列方向一致；至少两束泵浦光关于所述种子光的传播方向对称分布，以预设角度射入所述至少两个放大单元内的增益介质内，实现布里渊放大。2.根据权利要求1所述的多光束布里渊放大器件，其中，所述至少两个放大单元之间设置有反射装置，用于将前一放大单元内射出的两束泵浦光反射入后一放大单元内。3.根据权利要求2所述的多光束布里渊放大器件，其中，所述反射装置关于所述种子光的传播方向对称分布。4.根据权利要求1所述的多光束布里渊放大器件，其中，所述至少两束泵浦光由两个泵浦光源发出；所述两个泵浦光源设置在所述依次排列的至少两个放大单元中的首个放大单元之前。5.根据权利要求4所述的多光束布里渊放大器件，其中，所述两个泵浦光源关于所述种子光的传播方向对称分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱捷，郝亮，曹莉华，
申请(专利权)人：北京应用物理与计算数学研究所，
类型：发明
国别省市：