抽运光参数对受激布里渊散射的影响

受激布里渊散射（SBS）系统中,具有一定带宽的抽运激光中会含有一定比例的Stokes散射光成分，此Stokes散射光成分经SBS介质后表面反射后，将形成种子光与抽运光联合入射，构成自种子光式SBS放大器.通过数值求解此SBS放大器型耦合波方程组，探讨了抽运光脉冲中所含Stokes散射光成分的比例、抽运激光波长、抽运光能量大小、入射的聚焦高斯光脉冲脉宽、相互作用时间等激光参数对SBS特征参数（Stokes散射光脉冲波形、材料内部最大应力的时间演化及空间分布、脉宽压缩效果、能量提取效率及Stokes散射光的共轭保真度）的影响.同时发现，SBS过程中产生的超声应力不仅会对SBS介质前表面造成破坏，还可能对焦点附近造成破坏；调整各激光参数还会使焦点附近优于前表面先破坏.数值模拟中采用的抽运光是聚焦高斯光束. 关键词： 受激布里渊散射 斯托克斯散射光 冲击应力 能量反射率     

介质参数对受激布里渊散射脉宽压缩的影响

 利用KrF激光和SF₆介质从理论和实验上研究了声子寿命和增益系数等介质参数对SBS脉宽压缩比和能量反射率的影响。理论上采用一维瞬态模型对SBS过程进行数值模拟，考虑了瞬态过程、介质吸收以及泵浦耗空的影响，计算了SBS介质不同参数对脉冲压缩影响的规律。实验表明，在实验参数的变化范围内声子寿命越短、增益系数越小，越有利于脉宽压缩。在0.68MPa下，脉宽压缩比达到8。数值模拟了声子寿命和介质增益系数单独变化时对SBS过程影响的规律，发现在声子寿命和增益系数同时变化时，SBS对泵浦脉冲的压缩有最佳点。     

宽带KrF激光泵浦SBS的研究

 理论和实验研究了宽带（15GHz）KrF激光泵浦的受激布里渊散射（SBS）在SF₆介质中的转换效率和脉宽压缩比的规律。介质在1.6MPa、透镜焦距为15cm和30cm时，测得SBS最大反射率分别为40%和45%，当泵浦能量大于60mJ时SBS反射率开始趋于平坦；介质在0.85MPa、透镜焦距在30cm时，SBS脉宽压缩比随泵浦能量的上升而下降，最大压缩比为5。建立了宽带多模KrF激光泵浦的SBS理论模型，假设宽带KrF激光光谱谱线由若干窄带谱线组成，这些窄带谱线之间在产生SBS过程中有一定程度的耦合。给出了理论模型结果，并与实验结果进行了比较。     

受激布里渊散射相位共轭镜产生高质量短脉冲XeCl激光

利用受激布里渊散射相位共轭镜改善ＸｅＣｌ激光光束质量和压缩脉冲宽度，给出了脉宽与泵浦能量、焦点位置的关系。光脉冲宽度从５０ｎｓ压缩到１７ｎｓ，光束发散角也减小到原来的１／３，散射光功率密度也较泵浦光得到了提高。     

液体相位共轭技术在高重复频率双程放大器中的应用

 采用丙酮液体作为相位共轭镜改善光束质量,实验研究了高重复频率二极管泵浦Nd:YAG双程放大器中液体SBS相位共轭技术的应用。结果表明：采用光束扫描方式,较明显地减小了液体介质热效应。激光器在重复频率400 Hz、注入能量40 mJ时,反射率达到65%。激光器使用SBS相位共轭镜后光束质量由2.3倍衍射极限提高到1.3倍衍射极限,激光脉宽由23 ns压缩到5 ns。     

介质参数对受激布里渊散射特性的影响

 采用一维瞬态模型对受激布里渊散射（SBS）过程进行了数值模拟，研究了介质参数对SBS特性的影响规律；选取FC-72、FC-75、CCl₄、CS₂、丙酮、苯以及CCl₂/乙醇的混合溶液等作为散射介质，在Nd∶YAG调Q激光系统下进行了实验研究，比较了各种介质所产生的SBS脉宽、能量反射率和波形之间的差异，由此讨论了介质参数对SBS特性的影响。结果表明，介质增益系数越大，吸收系数越小，SBS能量反射率就越大；吸收系数越大，产生的SBS脉宽就越窄；声子寿命越短，SBS波形前沿就越陡，并且越容易出现调制现象。     

受激布里渊散射相位共轭激光组束规律的研究

 提出了一种新的SBS激光组束的方法。此方法中，一束按时间分布的激光脉冲序列作为泵浦光从SBS放大池的一端入射，另一束Stokes频移种子光从SBS池的另一端入射，Stokes种子光在SBS池的相互作用区提取泵浦光能量。研究了组束效率和输出脉宽随脉冲串个数、间隔和泵浦功率密度等的变化规律。研究结果表明种子注入型泵浦脉冲串的受激布里渊散射相位共轭组束是一种高效的组束方法。     

双向光泵浦XeF(C-A)激光

 讨论了双向光泵浦XeF(C-A)激光技术,给出了双向泵浦情况下的XeF₂光解离波图像。在双向泵浦条件下XeF(C-A)激光输出能量提高了近3倍,最大输出达到3.3 J,激光脉宽增加到1 100 ns。激光输出特性受XeF2初始浓度的显著影响,激光形成时间随XeF₂初始浓度增大而加长,激光脉宽先增大后减小,激光近场光斑呈现出不同的形状,由方形变化为“X”形状。     

聚焦泵浦条件下固体介质中受激布里渊散射过程的数值研究

 在非线性光学耦合波方程组中加入聚焦项，使之能够描述聚焦泵浦条件下的受激布里渊散射过程（SBS）。利用改进的SBS方程组，模拟了聚焦泵浦条件下熔石英玻璃棒中的SBS过程，给出了SBS反射率与泵浦激光能量的依赖关系，发现散射光脉冲中存在“聚焦刺”，并通过分析SBS诱导产生的应力场的特征对布里渊介质的安全性进行了评估，理论分析的结果与Yoshida等人的实验结果一致。     

SBS作相位共轭谐振腔产生Q突变的研究

用受激布里渊散射(SBS)作为相位共轭腔,同时兼起调Q脉冲压缩作用。并给出了在不同聚焦参数下脉宽压缩的结果。     

熔融石英玻璃受激布里渊散射效应实验研究

以自行研制的大能量单纵单横电光调Q激光系统作为抽运源，在小尺寸(2 cm×2 cm×4 cm)的熔融石英玻璃样品中实现了强烈发展的受激布里渊散射(SBS)过程，在工作介质无损伤的情况下，相位共轭波能量高达110 mJ，反射率约为60％.还研究了SBS能量反射率与入射角之间的关系，证实了此前提出的“自供种子光(self-Stokes-seeding)”效应的存在.提出了双棒串接的构型，得到了更为高效的SBS过程. 关键词： 受激布里渊散射 熔融石英玻璃 激光损伤 反射率     

Large aperture tapered fiber phase conjugate mirror in MOPA laser systems with high repetition rate and high pulse energy

A large aperture tapered fused silica fiber phase conjugate mirror with a maximum 50.7% stimulated Brillouin scattering (SBS) reflectivity is presented, which is operated with 400 Hz pulse repetition rate and 36.5 mJ input pulse energy. To the best of our knowledge, it is the first time that over 50% SBS reflectivity is achieved by using solid-state phase conjugate mirror under such high pulse repetition rate and high pulse energy. With much higher pulse repetition rate of 500 and 1000 Hz, the maximum SBS reflectivity is 41.2% and 33.3%, respectively. A single-longitudinal-mode Nd:YAG laser is experimentally studied with master oscillator power amplifier (MOPA) scheme using such a tapered fiber as a phase conjugate mirror. A 101 mJ pulse energy is achieved at 400 Hz repetition rate, with a pulse width of 6 ns and a M² factor of less than 2. The corresponding peak power reaches 16.8 MW.     

陡前沿脉冲产生的受激布里渊散射稳定性研究

受激布里渊散射转换效率及相位共轭保真度的稳定性与泵浦脉冲的前沿上升时间有关，对前沿上升时间与介质声学声子寿命接近的泵浦脉冲，在泵浦能量超过受激布里渊散射阈值较多时，会造成严重的相位共轭保真度不稳定。本文针对上升前沿时间为２ｎｓ的泵浦脉冲及声学声子寿命的１ｎｓ和ＣＣｌ４介质，在泵浦脉冲前沿根部引入缓慢上升的小信号后，采用振放双池受激布里渊散射相位共轭镜，在泵浦激光能量达到５００倍受激布里渊散射阈值时     

Characteristics of perfluorinated amine media for stimulated Brillouin scattering in hundreds of picoseconds pulse compression at 532 nm

The characteristics of stimulated Brillouin scattering(SBS) in perfluorinated amine media and the experimental structure used in hundreds of picoseconds pulse compression at 532 nm are demonstrated. A two-stage SBS pulse compression structure is adopted for this work. The compact double-cell SBS compression structure and the scattering media FC-70 are chosen to compress the incident light from 9.5 to about 1 ns in the first stage. Then,the light is used as the pumping source for the second pulse compression. In the second stage, using a single-cell SBS structure in a pulse compression system, perfluorinated amine media with different phonon lifetimes, such as FC-3283, FC-40, FC-43, and FC-70, are chosen to run the comparative experimental study. The narrowest compressed pulse times obtained are 294, 274, 277, and 194 ps; they respectively correspond to the above listed media. The average width of the compressed pulse width is 320 ps for FC-3283, with a fluctuation range of87 ps. For FC-40, the average pulse width is 320 ps, with a fluctuation range of 72 ps. And for FC-43, the average pulse width is 335 ps, with a fluctuation range of 88 ps. However, the average pulse width is only 280 ps for FC-70, with a fluctuation range of 57 ps. The highest energy reflectivity is more than 80% for all of the media. The experimental results show that a two-stage SBS pulse compression system has lower pump energy requirements, thus making it easier to achieve a compressed pulse waveform. The results also show that the shorter the phonon lifetime of the medium, the narrower the obtained compressed pulse width.     

激光二极管抽运电光调Q双通激光器中的光纤相位共轭

为了降低高重复频率脉冲固体激光器中热致光束畸变对光束质量的影响，在激光二极管抽运、电光调Q的Nd：YAG激光双通放大系统中对多模石英光纤相位共轭镜进行了实验研究。激光重复频率100Hz、脉宽20ns。实验结果表明：应用多模光纤能够显著改善放大级中热效应引入的波面畸变，双通获得近衍射极限的激光输出，并可大幅度压缩脉宽至7ns，达到了3：1的压缩比。在受激布里渊散射阈值附近，实验中观察到相位共轭光光斑剧烈闪烁，而随着注入光纤能量的增大，闪烁现象渐渐消失，输出激光能量的稳定度提高，在注入能量5．3mJ的情况下，获得了14％的能量不稳定度，此时的反射率和退偏率分别为32．6％和7％。     

Improvement of extraction efficiency by regenerative amplification in an Nd: YAG-MOPA with a phase-conjugating SBS cell

A regenerative amplifier consisting of a conventional mirror as the output coupler and a phase-conjugating SBS cell as the high-reflectivity mirror was seeded with a single longitudinal and transverse mode oscillator with pulse durations of 10 ns and pulse energies up to 5.3 mJ. The output energy, temporal characteristics and beam-quality were measured as a function of pump energy, input energy and the reflectivity of the feedback mirror. Output energies up to 180 mJ were obtained for oscillator input energies of only 0.3 mJ. The beam quality was 2.5 times the diffraction limit. The results are compared with those for simple double-pass amplification.     

水中受激布里渊散射脉冲的反常压缩

受激布里渊散射(SBS)具有脉冲压缩的特性,受激布里渊散射的脉冲宽度随着抽运能量的增大而变小,在水中可以达到几百皮秒的量级.本文在实验上观察到一种受激布里渊散射的脉冲宽度随抽运能量增大而变大的现象,这里称之为反常压缩.SBS的脉冲反常压缩和脉冲压缩与抽运光的强弱会聚情况有关.利用数值模拟,模拟了强弱会聚情况下抽运光在水中的传输规律,强弱会聚情况的抽运光对受激布里渊散射形成的有效增益长度不同:抽运光强会聚时有效增益长度短,形成SBS脉冲宽度的反常压缩;弱会聚时有效增益长度长,也就是正常的SBS脉冲压缩.