专利名称：用于布里渊放大激光串行组束的三维交叉波导型介质池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种介质池。
背景技术：
在基于非共线布里渊放大结构单元100的组束结构(见图5)中， 一束种 子光束118通过非共线布里渊放大结构单元100、 101、 102和103先后与抽 运光束106、 109、 114和117相互作用。在非共线布里渊放大结构单元100 内，种子光束118与抽运光束106以一个固定的角度在介质池105内相互作 用，完成抽运光束106对种子光束118的放大，放大后的种子光束118由非 共线布里渊放大结构单元100输出，残余的抽运光束106进入光学陷阱104， 角度大小由种子光束118及抽运光束106的光强、口径及介质池105的长度 来决定。通过非共线布里渊放大结构单元100,在完成抽运光束106的注入和 放大后种子光束118的提取时，不再需要偏振版和QW的匹配，减少了光学 元件的使用。而且抽运光束106和种子光束118的偏振态可以同为线偏光、 圆偏光和自然光，降低了对偏振态的要求。通过非共线布里渊放大结构单元 100后放大的种子光束118进入下一个非共线布里渊放大结构单元101完成与 第一束抽运光束109的作用。依次类推，到第n个非共线布里渊放大结构单 元103中完成与第n束抽运光束117的作用后，输出激光为n+l束激光的合 成输出。这里的附图标记108、 113和116为介质池，107、 112和115为光学 陷阱，IIO和111为45。全反镜。
在非共线布里渊放大结构单元100中，所用的介质池105为圆柱形的简 单结构，这种结构的介质池结构简单、制作方便。由于在组束应用中，需要 对介质池105的两端窗片镀上增透膜，而所镀的增透膜都是有入射角度要求 的，在抽运光束106和种子光束118角度较小时，可以满足要求，而当在抽 运光束106和种子光束118角度比较大时，由于种子光束118在注入介质池 105时为垂直入射，而抽运光束106在注入介质池时为倾斜入射，那么如果要求介质池105端的窗片上所镀的增透膜同时满足两个角度的光束入射和出射 很困难，调整两光束118和106在介质池105内的良好交叉重叠也比较困难， 因此这种简单结构的介质池105不能满足需要。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的激光串行组束中非共线结构介质池存在 的满足两个角度的光束入射和出射很困难、调整两光束在介质池内的良好交 叉重叠也比较困难的问题，进而提供一种用于布里渊放大激光串行组束的三 维交叉波导型介质池。
本发明的技术方案是用于布里渊放大激光串行组束的三维交叉波导型 介质池由第一组件、第二组件和方形元件组成，所述第一组件和第二组件对 称设置方形元件的两端；所述第一组件由第一元件、第二元件、第三元件和 第四元件组成，所述第一元件、第二元件、第三元件和第四元件分别设置在 方形元件一端的四个侧壁上，所述第一元件、第二元件、第三元件和第四元 件与方形元件连通；所述第二组件由第五元件、第六元件、第七元件和第八 元件组成，所述第五元件、第六元件、第七元件和第八元件分别设置在方形 元件另一端的四个侧壁上，所述第五元件、第六元件、第七元件和第八元件 与方形元件连通；所述第一元件的光束入口方向、第二元件的光束入口方向、 第三元件的光束入口方向和第四元件的光束入口方向分别与第五元件的光束 出口方向、第六元件的光束出口方向、第七元件的光束出口方向和第八元件 的光束出口方向相悖设置，所述第一元件的轴线与第五元件的轴线在同一平 面内，所述第二元件的轴线与第六元件的轴线在同一平面内，所述第三元件 的轴线与第七元件的轴线在同一平面内，所述第四元件的轴线与第八元件的 轴线在同一平面内。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果 一、使Stokes光和抽运光在 注入介质池时都可以保持与注入窗口垂直。二、在波矢失配角容话范围之内 可以满足较大的交叉角度，通过选取适当折射率的介质池和介质可以使全反 射角在波矢失配的容许范围内尽可能的大。三、在一个串行组束结构单元内 可以有多束抽运光同时与Stokes光相互作用，简化了结构。四、利用全反射 的原理增加了两光束在介质池内的相互作用长度，有助于提高能量转换效率。五、由于介质池的口径与激光光束口径匹配，那么只要调光束穿过介质池就 可以实现光束在介质池内的交叉重叠，调节方便。
图1是本发明整体结构的主视图，图2是图1的A向视图，图3是图1 的B向视图，图4是本发明整体结构的立体图，图5是基于非共线布里渊放 大结构单元的结构示意图，图6是本发明的工作原理图。
具体实施例方式
具体实施方式
一结合图1 图4说明本实施方式，本实施方式由第一 组件、第二组件和方形元件10组成，所述第一组件和第二组件对称设置方形 元件10的两端；所述第一组件由第一元件1、第二元件2、第三元件3和第 四元件4组成，所述第一元件l、第二元件2、第三元件3和第四元件4分别 设置在方形元件10 —端的四个侧壁上，所述第一元件1、第二元件2、第三 元件3和第四元件4与方形元件10连通；所述第二组件由第五元件5、第六 元件6、第七元件7和第八元件8组成，所述第五元件5、第六元件6、第七 元件7和第八元件8分别设置在方形元件10另一端的四个侧壁上，所述第五 元件5、第六元件6、第七元件7和第八元件8与方形元件IO连通；所述第 一元件1的光束入口方向、第二元件2的光束入口方向、第三元件3的光束 入口方向和第四元件4的光束入口方向分别与第五元件5的光束出口方向、 第六元件6的光束出口方向、第七元件7的光束出口方向和第八元件8的光 束出口方向相悖设置，所述第一元件1的轴线与第五元件5的轴线在同一平 面内，所述第二元件2的轴线与第六元件6的轴线在同一平面内，所述第三 元件3的轴线与第七元件7的轴线在同一平面内，所述第四元件4的轴线与 第八元件8的轴线在同一平面内。
具体实施方式
二结合图4说明本实施方式，本实施方式的第一元件1 和第五元件5与方形元件10之间的夹角a 、第二元件2和第六元件6与方形 元件10之间的夹角3 、第三元件3和第七元件7与方形元件10之间的夹角 Y 、第四元件4和第八元件8与方形元件10之间的夹角S均为5~45° 。如此 设置，光束入射和出射更容易。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图4说明本实施方式，本实施方式的第一元件l和第五元件5与方形元件10之间的夹角a 、第二元件2和第六元件6与方形 元件10之间的夹角3 、第三元件3和第七元件7与方形元件10之间的夹角 Y、第四元件4和第八元件8与方形元件10之间的夹角S均为5。。如此设 置，光束入射和出射更容易。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四结合图4说明本实施方式，本实施方式的第一元件1 和第五元件5与方形元件10之间的夹角a 、第二元件2和第六元件6与方形 元件io之间的夹角e 、第三元件3和第七元件7与方形元件10之间的夹角 Y 、第四元件4和第八元件8与方形元件10之间的夹角S均为30° 。如此设 置，光束入射和出射更容易。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
工作原理(参见图6): Stokes光束和抽运光束204给出了抽运光在介质 池中的工作路线，这里Stokes光束和抽运光束在介质池内的反射利用了全反 射的原理，设介质池管壁材料的折射率为nl，介质的折射率为n2(n2<nl)，则 根据全反射的原理，交叉型介质池的分支与主干的夹角应小于 90。-arcsin(n2/nl)。如果因为介质的折射率n2与介质池管壁的折射率nl比较 接近，则可以通过在介质池的内壁镀上合适角度的高反膜来解决抽运光在介 质池内的反射问题。在这种介质池结构中，Stokes光束和抽运光束在注入介质 池时都通过与光束垂直的窗口注入，在窗片镀增透膜的情况下，可以大大降 低损耗。通过类似于波导效应的全反射原理，使抽运光在介质池内可以多次 反射，增加了相互作用长度。通过选取适当折射率的介质池和介质可以使全 反射角在波矢失配的容许范围内尽可能的大，方便串行组束的结构布局及激 光光束的注入和提取。
权利要求
1、一种用于布里渊放大激光串行组束的三维交叉波导型介质池，它由第一组件、第二组件和方形元件(10)组成，其特征在于所述第一组件和第二组件对称设置方形元件(10)的两端；所述第一组件由第一元件(1)、第二元件(2)、第三元件(3)和第四元件(4)组成，所述第一元件(1)、第二元件(2)、第三元件(3)和第四元件(4)分别设置在方形元件(10)一端的四个侧壁上，所述第一元件(1)、第二元件(2)、第三元件(3)和第四元件(4)与方形元件(10)连通；所述第二组件由第五元件(5)、第六元件(6)、第七元件(7)和第八元件(8)组成，所述第五元件(5)、第六元件(6)、第七元件(7)和第八元件(8)分别设置在方形元件(10)另一端的四个侧壁上，所述第五元件(5)、第六元件(6)、第七元件(7)和第八元件(8)与方形元件(10)连通；所述第一元件(1)的光束入口方向、第二元件(2)的光束入口方向、第三元件(3)的光束入口方向和第四元件(4)的光束入口方向分别与第五元件(5)的光束出口方向、第六元件(6)的光束出口方向、第七元件(7)的光束出口方向和第八元件(8)的光束出口方向相悖设置，所述第一元件(1)的轴线与第五元件(5)的轴线在同一平面内，所述第二元件(2)的轴线与第六元件(6)的轴线在同一平面内，所述第三元件(3)的轴线与第七元件(7)的轴线在同一平面内，所述第四元件(4)的轴线与第八元件(8)的轴线在同一平面内。
2、 根据权利要求1所述用于布里渊放大激光串行组束的三维交叉波导型 介质池，其特征在于所述第一元件(1)和第五元件(5)与方形元件(10)之间的夹 角a、第二元件(2)和第六元件(6)与方形元件(10)之间的夹角P 、第三元件(3) 和第七元件(7)与方形元件(10)之间的夹角Y 、第四元件(4)和第八元件(8)与方 形元件(10)之间的夹角s均为5~45° 。
3、 根据权利要求2所述用于布里渊放大激光串行组束的三维交叉波导型 介质池，其特征在于所述第一元件(1)和第五元件(5)与方形元件(10)之间的夹 角a、第二元件(2)和第六元件(6)与方形元件(10)之间的夹角e、第三元件(3) 和第七元件(7)与方形元件(10)之间的夹角y 、第四元件(4)和第八元件(8)与方 形元件(10)之间的夹角s均为5。。
4、 根据权利要求2所述用于布里渊放大激光串行组束的三维交叉波导型 介质池，其特征在于所述第一元件(1)和第五元件(5)与方形元件(10)之间的夹角a、第二元件(2)和第六元件(6)与方形元件(10)之间的夹角P、第三元件(3) 和第七元件(7)与方形元件(10)之间的夹角Y 、第四元件(4)和第八元件(8)与方 形元件(10)之间的夹角S均为30。。
全文摘要
用于布里渊放大激光串行组束的三维交叉波导型介质池，它涉及一种介质池。本发明解决了现有的激光串行组束中非共线结构介质池存在的满足两个角度的光束入射和出射很困难、调整两光束在介质池内的良好交叉重叠也比较困难的问题。本发明的第一组件和第二组件对称设置方形元件(10)的两端，第一元件(1)、第二元件(2)、第三元件(3)和第四元件(4)分别设置在方形元件(10)一端的四个侧壁上，第五元件(5)、第六元件(6)、第七元件(7)和第八元件(8)分别设置在方形元件(10)另一端的四个侧壁上。本发明使光束在注入介质池时保持与注入窗口垂直；在波矢失配角容许范围之内满足较大的交叉角度；简化了结构；提高了能量转换效率；实现了光束在介质池内的交叉重叠，调节方便。
文档编号G02F1/35GK101308984SQ200810064908
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月11日 优先权日2008年7月11日
发明者吕志伟, 王双义, 王雨雷 申请人:哈尔滨工业大学