專利名稱：提高激光受激布里淵散射擊穿閾值的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脈沖激光器，特別是一種提高激光受激布里淵散射擊穿閾值的方法。
背景技術(shù)：
在脈沖激光器的應(yīng)用中，提高激光脈沖的可聚焦功率密度PF是十分重要的指標(biāo)，PF=EΔt*π*d2]]>其中，E為激光脈沖能量，Δt為激光脈沖寬度，d為聚焦焦斑半徑。由于d＝θ*f式中θ為光束發(fā)散角，f為聚焦透鏡焦距。由此可得，PF=EΔt*π*θ2f2]]>受激布里淵散射可以減小θ和減小Δt，從而大大提高可聚焦功率密度PF值，但是當(dāng)激光脈沖能量E增大時(shí)，存在一個(gè)光限幅(見文獻(xiàn)呂月蘭等受激布里淵散射對(duì)納秒激光脈沖光限幅規(guī)律，強(qiáng)激光與粒子束，2003，15，(5)427-430。)，當(dāng)輸入泵浦能量增大時(shí)，激光能量呈現(xiàn)限幅特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服或者說突破上述現(xiàn)有技術(shù)受激布里淵散射可聚焦功率密度PF的限制，提供一種提高激光受激布里淵散射擊穿閾值的方法，大大提高受激布里淵散射可聚焦功率密度PF。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在受激布里淵池中發(fā)生介質(zhì)擊穿，來(lái)源于介質(zhì)中的大分子雜質(zhì)。因此本發(fā)明提高激光受激布里淵散射擊穿閾值的方法的實(shí)質(zhì)是采用超濾膜分離裝置將介質(zhì)中的大分子雜質(zhì)濾去，提高受激布里淵池在高脈沖能量下的反射率，拓寬受激布里淵池的工作范圍，獲得高功率下具有良好光束發(fā)散角的窄脈沖激光輸出。
據(jù)此，實(shí)施本發(fā)明方法的裝置是在激光器的受激布里淵池上安裝一超濾膜分離裝置，該裝置中一管道通過一液體循環(huán)泵連接受激布里淵池和超濾膜分離器，另一管道直接連接受激布里淵池和超濾膜分離器。
本發(fā)明的技術(shù)效果采用本發(fā)明裝置后，受激布里淵液體介質(zhì)通過循環(huán)泵進(jìn)入超濾膜分離裝置，將雜質(zhì)顆粒濾去后經(jīng)管道而返回受激布里淵池。經(jīng)過超濾膜過濾的介質(zhì)可以承受更高的激光強(qiáng)度，從而獲得更高的可聚焦功率密度?？蓪⑹芟薜目删劢构β拭芏萈F提高幾十倍以上。


圖1是實(shí)施本發(fā)明方法一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖中1-輸出鏡 2-激光介質(zhì) 3-泵浦源 4-聚焦鏡 5-受激布里淵池 6-受激布里淵介質(zhì) 7-液體循環(huán)泵 8-超濾膜分離裝置81-管道 82-管道 9-Q開關(guān)
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，圖1是實(shí)施本發(fā)明方法一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。由圖可見，本發(fā)明提高激光受激布里淵散射擊穿閾值的方法的裝置是在激光器的受激布里淵池5上安裝一超濾膜分離裝置，該裝置中一管道81通過一液體循環(huán)泵7連接受激布里淵池5和超濾膜分離器8，另一管道82直接連接受激布里淵池5和超濾膜分離器8。
由輸出鏡1、激光介質(zhì)2、聚焦鏡4和受激布里淵池5構(gòu)成激光諧振腔，激光介質(zhì)2為體積為10cm3的YAG晶體，泵浦源3為脈沖氙燈，若用全反射腔片替代聚焦鏡4和受激布里淵池，每個(gè)脈沖能量為5焦耳，脈沖寬度為0.2ms，若在諧振腔內(nèi)加入Q開關(guān)9，可使脈沖寬度下降到7ns，采用焦距f＝10cm的聚焦透鏡4及長(zhǎng)度為10cm的受激布里淵池5，池內(nèi)受激布里淵介質(zhì)6為CCl4，液體循環(huán)泵7為HPS-∏-C型蠕動(dòng)泵。超濾膜分離裝置8型號(hào)為SPK-6，由高分子合金組成，過濾速度為10-14升/米2。當(dāng)泵7未轉(zhuǎn)動(dòng)過濾時(shí)，在輸入能量為數(shù)十毫焦耳時(shí)，即出現(xiàn)光限幅現(xiàn)象，當(dāng)光泵啟動(dòng)一段時(shí)間后，可實(shí)現(xiàn)焦耳級(jí)能量輸出而不出現(xiàn)光限幅現(xiàn)象。
本發(fā)明采用超濾膜分離裝置，將受激布里淵介質(zhì)中的大顆粒分子濾去，只保留分子量小于600的小分子，從而提高了介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度，使激光裝置能在脈沖能量較大的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種提高激光受激布里淵散射擊穿閾值的方法，其特征在于該方法的實(shí)質(zhì)是采用超濾膜分離裝置將受激布里淵池(5)中的受激布里淵介質(zhì)中的大分子雜質(zhì)濾去。
2.實(shí)施權(quán)利要求1所述的提高激光受激布里淵散射擊穿閾值的方法的裝置，其特征是在激光器的受激布里淵池(5)上安裝一超濾膜分離裝置，該裝置中一管道(81)通過一液體循環(huán)泵(7)連接受激布里淵池(5)和超濾膜分離器(8)，另一管道(82)直接連接受激布里淵池(5)和超濾膜分離器(8)。
全文摘要
一種提高激光受激布里淵散射擊穿閾值的方法，該方法的實(shí)質(zhì)是采用超濾膜分離裝置將受激布里淵池中的受激布里淵介質(zhì)中的大分子雜質(zhì)濾去。本發(fā)明采用超濾膜分離裝置，將受激布里淵介質(zhì)中的大顆粒分子濾去，只保留分子量小于600的小分子，從而提高了介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度，使激光裝置能在脈沖能量較大的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H01S3/00GK1581608SQ20041001842
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者樓祺洪 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所