利用受激布里渊散射相位共轭镜克服激光棒热效应的实验研究

利用受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜(PCM)能克服单棒Nd：YAG的热效应．从而使光束质量提高到衍射极限。对于具有一定的热效应影响的YAG激光棒．采用上作在接近临界稳定区的凹-凸腔作为起始腔．通过对受激布里渊散射相位共轭腔进行优化设计，在抽运能量为10J，重复频率为5Hz时，得到稳定输出的能量为20mJ，脉宽为11．8ns的近衍射极限的高质量激光脉冲。     

受激热散射与布里渊散射的竞争及其共轭特性

研究了因掺杂硝酸铜而具有不同吸收系数的丙酮液体作为主振荡功率放大(MOPA)系统相位共轭镜时．液体中受激热散射(STS)与受激布里渊散射(SBS)之间的竞争及其相位共轭输出特性。结果显示．随着吸收系数的增加．受激热瑞利散射(STRS)将抑制受激布里渊散射或受激热布里渊散射(STBS)而成为主导过程．且其增益随着吸收系数的增加而增加．能量相对起伏随着吸收系数的增加而降低：由于阈值效应．弱抽运时受激热瑞利散射与受激布里渊散射一样将丢失原始波前中较弱的相位信息：在适当的吸收系数和抽运条件下利用吸收液体中的受激热瑞利散射获得高品质相位共轭是完全可能的。     

固体SBS介质与SBS相位共轭镜的全固化

介绍了固体受激布里渊散射（SBS）介质的普遍特性及最新研究进展,对SBS相位共轭镜全固化中存在的主要问题进行了探讨。指出在适当的抽运条件下,同体介质的SBS负载能力可以高于材料自身固有的光学损伤阈值,并具备实现高相位共轭保真度的潜力。     

提高主振-功率放大系统光束质量的实验研究

设计了一套灯抽运的Nd:YAG主振-功率放大(MOPA)系统,在该系统中使用受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜来提高光束质量,其中种子激光源为窄线宽的Cr4+:YAG被动调Q的扭转模激光器,使用两个放大级进行双程放大,在两个放大级之间采用像传递和90°旋光器补偿退偏,在相位共轭镜中采用CCl4,氟里昂112和CS2三种液体进行实验,并测量了SBS反射率和SBS保真度.MOPA系统在20 Hz的重复频率下工作,M2因子为1.6,脉宽为7ns,最大输出能量为600 mJ.     

脉宽可调YAG激光器稳定性的实验研究

对脉冲Nd:YAG激光器抽运的双池受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜进行了实验研究,将相位共轭镜后向反射光束馈入YAG放大级,经放大级放大,由偏振片耦合输出的激光束具有高质量、脉宽可调的特点,远场发散角接近1倍衍射极限。同时研究了远场发散角和输出能量稳定性随抽运能量及双池间距的变化关系,通过选用最佳抽运能量,远场发散角及激光器总体输出能量的波动性都可以控制在5%以内。     

双频抽运提高SBS相位共轭保真度

相位共轭保真度是相位共轭镜技术用于强激光系统中的一个重要指标。采用四波混频加强SBS的方法 ,其相干拍频驱动声子场 ,能提高SBS相位共轭保真度。对于双频单池结构 ,使用列阵相机测量激光束能量远场角分布 ,在SBS转换效率最佳时 ,对相干驱动SBS相位共轭保真度进行了实验研究     

宽线宽Cr:LiSAF受激布里渊散射相位共轭激光器

激光聚焦到受激布里渊散射(SBS)介质中所产生的声子光栅的密度对比度对应于叠加光场的强度对比度,据此直观分析了宽线宽激光SBS能量阈值高于窄线宽激光SBS的原因,并对宽线宽SBS相位共轭谐振腔的高启动阈值进行了定性分析.设计并运行了Cr:LiSAF宽线宽SBS相佗共轭激光器,对其静态运行时的输出激光波形,以及自调Q动态运行时的输出激光脉冲波形、能量、光束发散角等进行了测量.结果表明它能有效地产生脉宽约为50 ns的自调Q脉冲激光,光束发散角相对于静态激光压缩了约2倍.     

受激布里渊散射相位共轭镜在高功率纳秒激光器中的应用进展

受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)是一种光学三阶非线性效应,其反射光具有相位共轭特性,在振幅、相位、偏振方面与入射光呈现时间反演关系,并保持与入射光相同的波前。在主振荡功率放大（Master Oscillator Power-Amplifier, MOPA）结构的纳秒激光器中,激光放大器中的热效应及光路中大量的光学元件使传输光束存在严重的波前畸变,在恶化光束质量的同时也限制了功率进一步提升的可能性。在此类激光器中使用基于受激布里渊散射的相位共轭镜(Stimulated Brillouin Scattering Phase Conjugate Mirror, SBS-PCM),使光束往返通过引入严重波前畸变的激光放大器能够实时补偿畸变,从而优化激光器的输出光束质量,并有利于功率的进一步提升,进而促进纳秒激光器向着兼顾高功率和高光束质量的方向发展,因此在高功率纳秒激光器中得到广泛应用。文中首先从理论方面简要介绍了SBS-PCM的基本原理及其相位共轭特性,其次对比了不同SBS-PCM介质的特点及适用范围,概述了国内外机构对SBS-PCM的研究进展及高功率纳秒激光器中SBS-PCM的典型应用情况及发展历程,并最终对SBS-PCM发展趋势进行了展望。     

光纤中的SBS反射率和波形研究

从理论和实验上研究了不同焦距下泵浦能量以及透镜与光纤间距对多模光纤中的SBS能量反射率和脉冲波形的影响。理论模拟采用一维瞬态SBS数值计算模型和边界噪声输入法，得到了SBS反射率和脉冲上升沿的变化规律。实验上采用1.06μm的YAG激光器和无掺杂多模阶跃石英光纤，测得了能量反射率和波形的变化规律，获得的最大反射率为69%，脉宽压缩比为3:1-2:1。计算结果与实验结果符合较好。     

带SBS池的位相共轭激光器调Q机理的研究

本文从速率方程出发,分析了带SBS池的Nd∶YAG位相共轭激光器的调Q机理,给出了调Q的理论模型。用数值计算方法求出了输出调Q脉冲的腔内光子数密度与时间的关系曲线,与实验值基本相符。     

受激布里渊散射相位共轭技术的研究与进展

介绍了受激布里渊散射的研究现状，指出了其发展前景。     

适用于受激布里渊散射激光器时起始腔研究

在用受激布里渊散射相位共轭腔的固体激光器中,起始腔对输出光束质量有较大影响。本文利用模体积与g因子间的关系分析了处于临界稳定区的凹凸腔特性,从而实现该种起始腔参数的优化。对于YAG激光棒,通过采用该种起始腔,在抽运能量为27J,重复频率为10Hz时,得到稳定输出的能量为54.5mJ、M2为1.2的高质量激光。     

无后向反射镜的SBSYAG激光器实验研究

对无后向反射镜SBS调Q的YAG激光器做了实验研究。在对透镜焦距、池子长度、聚焦位置优化后,当重复频率分别为1Hz和5Hz时,得到了稳定的高质量激光输出。     

多模石英光纤SBS相位共轭实验研究

采用芯径为100μm、长2m的无掺杂多模阶跃石英光纤,在1.06μm波段,研究了不同焦距下,光纤与耦合透镜间的距离以及泵浦能量对反射率和波形的影响。在不同的入射能量下,得到最大反射率为68.95%,脉宽压缩到入射光脉宽的1/3～1/2。     

SBS相位共轭技术在激光大气传输中的应用

评述了受激布里渊散射相位共轭技术在激光大气传输中的应用,重点分析了在激光大气传输过程中利用受激布里渊散射阈值效应可以在目标上主动获得小面积信标光斑的方法及利用SBS相位共轭实现激光大气传输的闭环过程,指出其发展前景。     

SBS相位共轭技术在强激光-振放系统上的应用

对SBS相位共轭技术应用于强激光振放系统(masteroscillator power amplifier,MOPA)系统的研究工作进行了回顾,介绍了几种用于放大级畸变修正、退偏补偿、激光束并束的典型实验方案,指出了SBS相位共轭技术应用于MOPA上的一些可能的发展方向。     

泵浦脉冲宽度对受激布里渊散射保真度的影响

为了研究泵浦脉冲宽度对受激布里渊散射(SBS)相位共轭保真度的影响,分别采用CCl4、N-hexane、CS2三种不同的SBS介质,在泵浦脉宽分别为12 ns、7 ns和2 ns的情况下,采用列阵相机法对保真度进行实验研究.结果表明:泵浦脉宽对SBS相位共轭保真度有很大影响.当泵浦脉宽远大于介质声子寿命时,保真度保持较高数值,且比较稳定;当泵浦脉宽逐渐接近并近似等于声子寿命时,保真度的值开始逐渐降低,降低的幅度也逐渐增大,稳定性也开始变差;当泵浦脉宽减小到小于声子寿命时,保真度大幅度降低,波动性增大,相位共轭情况很差.     

布里渊单模光纤环形腔激光器实验研究

实验研究了布里渊单模光纤环形腔激光器(BSFRL)的输出功率、输出光谱和输出时域特性。通过对激光输出功率和光谱特性与构建激光器的光纤长度和输出耦合器的反馈耦合比关系的研究与分析发现,当构建的BSFRL的输出耦合器反馈耦合比为0.4、光纤长度为1.5 km时,BSFRL具有低泵浦阈值、高转换效率和稳定的单模激光输出,此时激光器的泵浦阈值约为3 mW,光-光转化效率为65%。通过调节偏振控制器,得到稳定的锁模脉冲输出。讨论了BSFRL的时域不稳定性并给出了相应解释。     

亚甲基蓝掺杂聚乙烯醇四波混频的实验研究

为了研究在低功率连续He-Ne激光条件下亚甲基蓝掺杂聚乙烯醇薄膜简并四波混频的基本特性,采用简并四波混频技术研究了亚甲基蓝掺杂聚乙烯醇的相位共轭光与入射角度、前抽运光和后抽运光的变化关系,以及透射光栅和反射光栅对相位共轭光的影响.在实验中得到了最大的相位共轭反射率为0.27%.所得的结果对研究染料固化在固体基质中的非线性研究是有帮助的.