受激布里渊散射相位共轭镜实验研究

王大伟 崔宇 杨坤

摘要：本文介绍了受激布里渊散射（SBS）相位共轭镜和光限幅技术基本原理及特性，并通过实验画出了SBS能量反射率随入射光能量变化的实验曲线和SBS光限幅能量随入射光能量变化的实验曲线。

关键词：受激布里渊散射；光学相位共轭；光能量

0 引言

受激布里渊散射（SBS）相位共轭技术是获得相位共轭光的重要手段，与其它非线性相位共轭技术相比，SBS相位共轭具有频移小、结构简单、高保真度和高反射率的特点，因此利用SBS实现光学相位共轭已成为非线性光学相位共轭领域重要的研究内容。

1 实验基本原理

1.1.SBS相位共轭镜

光学相位共轭是指这样一种技术：它利用光学非线性效应，使任意光束中的每一个平面波分量的传播方向及其在任一处的相位因子发生反演。产生这样一种相位共轭波的器件或装置叫做相位共轭镜（Phase Conjugating Mirror——PCM）。

SBS相位共轭镜不仅能够改善光束质量，而且还具有脉冲压缩、激光组束等特性。

1.2.SBS光限幅原理

当入射光能量超过SBS阈值时，入射光与布里渊介质发生较强的SBS作用，导致入射光能量迅速地向Stokes光能量转移，进而导致SBS光限幅输出光能量具有非常 “平”的特性。

SBS能量反射率、透射率及透射光能量

入射光的增加先是线性增加，然后随着入射光能量的增加趋于恒定值，具有良好的光限幅特性。SBS光限幅不仅具有良好的能量限幅特性，而且还具有脉冲波形的限幅特性。

2 实验仪器与方法

2.1.实验仪器

实验装置如图1所示，Nd：YAG调Q激光器产生的p偏振光经1/4波片后变成圆偏振光，并入射到SBS系统中。SBS系统由SBS池和透镜L组成，入射光首先被透镜L聚焦到振荡池中产生SBS作用，并产生Stokes光。偏振片P和1/4波片组成隔离器，防止后向Stokes光进入YAG激光器。产生的Stokes光通过1/4波片后变为s偏振光，并被偏振片P反射，发散的SBS光限幅输出光经过透镜L2变为平行光。入射光、SBS光限幅输出光和Stokes光的能量用能量计ED200探测，波形用示波器。

2.2.实验方法与步骤

1.测出SBS压缩脉冲波形，并画出SBS

能量反射率随入射光能量变化的实验曲线，如图2所示，黄色曲线为入射光脉冲波形，绿色曲线为Stokes光脉冲波形，从图中可以看出SBS效应有效的压缩了入射光脉冲，压缩倍数约为2-3倍。

如图3所示为SBS效应Stokes光反射率的变化曲线，与图3（a）相比较可以看出图像变化规律与理论基本一致。

2.测出SBS透射光（光限幅）脉冲波形，画出SBS光限幅能量随入射光能量变化的实验曲线，如图4为SBS透射光脉冲波形，其

中黄色曲线为入射光脉冲，绿色曲线为透射光脉冲波形。可以观察到透射光脉冲明显被“削平”了，这既是SBS效应透射光脉冲的限幅特性。

如图5所示为SBS透射光能量的变化曲线，可以观察到与理论曲线有较大的偏差。分析原因我觉得可能是受仪器灵敏度和峰值限制，能量太低，未达到SBS效应的阈值，只能看到低能量下的线性透过部分曲线或已经达到阈值但效果还不明显。

参考文献：

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