1 南昌航空大学江西省光电信息科学与技术重点实验室, 江西 南昌 330063
2 南昌航空大学江西省光电检测技术工程实验室, 江西 南昌 330063
为研究高能激光在水中产生受激布里渊散射(SBS)的机理,提出了一种基于强激光非线性极化和非线性吸收的非均匀折射率光栅结构模型,分析了水中SBS产生的物理机制及光谱特性。通过建立非均匀折射率光栅的调制结构以及周期结构,研究了水中SBS非均匀折射率光栅的产生机理;利用传输矩阵法分析了非均匀折射率光栅结构对SBS线宽、频移、衍射效率等光谱特征的影响,并与实验测量结果进行了比对。结果表明:理论模拟与实验测量结果吻合良好,利用非均匀折射率光栅结构模型可以有效地分析水中SBS产生的物理机理。
光学学报
2022, 42(12): 1229001
强激光与粒子束
2021, 33(11): 111007
1 国防科学技术大学光电科学与技术学院, 湖南 长沙 410073
2 中国科学院福建物质结构研究所, 福建 福州 350002
以K9玻璃与熔石英玻璃代替传统的液体或气体作为纵向受激布里渊散射(LSBS)样品, 波长1.064 μm,脉宽可调的单纵模电光调Q激光器作抽运光, 实验探讨了抽运光脉宽、抽运光能量大小、抽运光脉冲重复频率对纵向受激布里渊散射脉宽压缩效应和散射光能量提取效率的影响。实验结果表明, 抽运激光脉冲重复频率高, 则散射光能量提取效率高; 脉宽小, 则散射光能量提取效率高; 焦距为500 mm时300 mm长的K9玻璃中得到的散射光能量提取效率比170 mm长的熔石英玻璃高; 在抽运光脉冲重复频率为1 Hz时, 二者都可以得到90%的散射光能量提取效率。探讨了抽运光为多纵模时, 固体介质中受激布里渊散射与光学击穿相伴发生的三种不同情况。实验证明, 多纵模情况下固体光学介质中同样可以发生受激布里渊散射; 多纵模情况下不一定会对固体光学介质产生光学击穿破坏; 光学击穿破坏的发生也不一定会阻止受激布里渊散射的发生, 二者可以相伴发生。
非线性光学 受激布里渊散射 K9玻璃 熔石英玻璃 重复频率 散射光能量反射率 多纵模
1 国防科学技术大学光电科学与技术学院, 湖南 长沙 410073
2 中国科学院福建物质结构研究所, 福建 福州 350002
以K9玻璃与熔石英玻璃代替传统的液体或气体作为纵向受激布里渊散射(LSBS)样品, 波长1.064 μm,脉宽12 ns的单纵模电光调Q Nd:YAG激光器作抽运光, 实验上以脉宽压缩和后向斯托克斯(Stokes)散射光频移为标志, 测到后向斯托克斯散射光线宽和散射光脉宽压缩比。研究了纵向受激布里渊散射样品的长度、抽运光能量大小、材料种类对纵向受激布里渊散射脉宽压缩效应和散射光能量提取效率的影响。实验结果表明, 熔石英与K9玻璃的受激布里渊散射发生阈值、饱和阈值、散射光能量提取效率、散射光脉冲波形均相近, K9玻璃可以成为一种更廉价的受激布里渊散射介质。针对170 mm的熔石英玻璃样品, 找到了纵向受激布里渊散射的发生阈值、饱和阈值, 并得到了较高的散射光能量提取效率, 从100 mm的熔石英玻璃中获得了87%的散射光能量提取效率, 而从170 mm的熔石英中获得了90%左右的散射光能量提取效率。实验数据拟合的规律曲线印证了数值模拟结果。
非线性光学 受激布里渊散射 K9玻璃 熔石英玻璃 能量反射率 脉宽压缩
哈尔滨工业大学可调谐激光国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
以波长1.053 μm,脉宽28 ns的Nd:YLF激光器作为光源,采用3:1的缩束系统,对非聚焦抽运条件下CS2液体介质中的受激布里渊散射(SBS)进行了实验研究,获得了受激布里渊散射能量反射率和脉冲宽度随抽运光能量变化的规律,并与聚焦抽运条件下的结果进行了比较。实验结果表明,在非聚焦抽运条件下同样可以产生受激布里渊散射,不同的是阈值能量大幅提高,能量反射率也较聚焦条件下低得多,抽运能量155 mJ时仅为17%,输出能量的不稳定度达到10%。受激布里渊散射脉冲宽度在非聚焦和聚焦条件下的变化几乎一致,都随着抽运能量的增大而变宽,在阈值附近具有最小值,约为16 ns。
非线性光学 受激布里渊散射 能量反射率 阈值能量
国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南,长沙,410073
采用波长为1.064, 0.532 μm的聚焦高斯光束作为泵浦光,数值求解受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)放大器型耦合波方程组,比较K9玻璃、熔石英、BK7玻璃、CaF2的SBS特征参数.研究发现:对于相同的激光参数,不同的介质具有不同的SBS特征,声子寿命长则破坏阈值低,破坏效果明显.SBS过程对CaF2的破坏效果较明显,导致了介质前表面的破坏,在一定的激光参数和聚焦参数下,焦点附近优先于前表面破坏.SBS过程可以得到脉宽压缩比大于10、强度比泵浦光峰值高5倍以上的Stokes散射光脉冲.相同激光参数下,不同材料压缩效果及散射光相位共轭保真度不同,CaF2在低泵浦能量时脉宽压缩特性较好;高泵浦能量时,相位共轭保真度较好.固体透明光学材料中可获得大于95%的能量提取效率.
受激布里渊散射 激光脉宽 相互作用时间 强度反射率 能量反射率 保真度 SBS Pulse width of laser Interaction time Intensity reflectivity Energy reflectivity Fidelity 强激光与粒子束
2005, 17(11): 1679
1 哈尔滨工业大学光电子研究所, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 中国原子能科学研究院, 北京 102413
提出了一个描述宽带激光抽运受激布里渊散射的理论模型.假设宽带的连续激光光谱是由若干窄带的光谱组成,这些相邻窄带谱线产生SBS的过程有一定的耦合作用.模型中包含抽运耗空和介质击穿对SBS过程的影响.理论和实验获得了宽带抽运对SBS过程影响的基本规律,获得的最大能量反射率为45%.数值拟合的结果与已有实验结果进行了比较,理论与实验基本吻合,证明了模型对宽带SBS的产生有一定的预测作用.
非线性光学 受激布里渊散射 宽带激光 能量反射率
