利用连续激光器泵浦放大布里渊散射信号的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用连续激光器泵浦放大布里渊散射信号的方法，脉冲激光器产生激光依次经过偏振耦合镜、合束器和四分之一玻片后，再经过凹透镜和凸透镜组成的聚焦系统进入散射池的散射介质中，并且在焦点出发生受激布里渊散射，散射信号沿背向180o返回；连续激光器产生的连续激光经过起偏器调整偏振态，经反射镜至合束器和脉冲激光合成一束激光，经过聚焦系统进入散射介质对脉冲激光产生的受激布里渊回波信号进行泵浦放大，放大后的散射信号经偏振耦合镜反射，并被探测器接收。本发明的方法由于连续激光不受脉冲宽度的影响，因此可以持续放大，具有更大的放大距离。另外，在连续激光器后加起偏器，可以控制连续激光器偏振态。
【专利说明】利用连续激光器泵浦放大布里渊散射信号的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种泵浦放大信号探测技术，特别涉及利用连续激光器进行泵浦放大受激布里渊散射信号的方法。
【背景技术】
[0002]激光雷达已经广泛应用于海洋探测，受激布里渊散射技术也被应用于海洋环境参数和水体参数的测量。然而由于激光在水中的衰减，使得受激布里渊散射回波信号强度大大减弱，导致探测深度受到限制。针对这个问题，激光泵浦放大技术被应用于增强受激布里渊散射回波信号。之前人们提出双池布里渊放大系统对布里渊信号进行放大，双池布里渊放大系统使用两个散射池，在一个池中产生受激布里渊散射信号光，在另一个池中进行放大，以达到增强受激布里渊散射信号光的目的。但是这种系统不适于实际应用，因为自然环境中探测海洋不可能有双池结构。为了对受激布里渊信号进行泵浦放大，其中的一种方法是用与激发源激光器具有相同波长、相同频率的脉冲激光作为泵浦光，对受激布里渊回波信号进行放大。这需要对泵浦激光进行延时控制，以使前后激光有一定时差。保证前一路激光产生受激布里渊散射信号，散射信号回传过程中被另一路激光放大。在激光雷达系统中，为了保证雷达的时间及空间分辨率，用于激发受激布里渊散射的激光脉宽要尽可能的窄，这样有效放大距离就非常有限。
【发明内容】
[0003]本发明的所要解决的技术问题是，利用连续激光器产生的激光与脉冲源激光具有相同的波长的特点，使连续激光对受激布里渊散射信号进行泵浦放大，形成作用距离长，无需延时控制布里渊散射信号。
[0004]本发明采用以下技术方案实现上述目的。利用连续激光器泵浦放大布里渊散射信号的方法，包括一台脉冲激光器和一台连续激光器，其特征在于，所述脉冲激光器至散射池间依次设置有偏振耦合镜、合束器、四分之一玻片、凹透镜和凸透镜；所述连续激光器至合束器间依次设置有起偏器和反射镜；偏振耦合镜的一侧设置有探测器；
所述脉冲激光器产生激光依次经过偏振耦合镜、合束器、四分之一玻片后再经过凹透镜和凸透镜组成的聚焦系统进入散射池的散射介质中，并且在焦点出发生受激布里渊散射，散射信号沿背向180°返回；
所述连续激光器产生的连续激光经过起偏器调整偏振态，经反射镜至合束器和脉冲激光合成一束激光，经过聚焦系统进入散射介质对脉冲激光产生的受激布里渊回波信号进行泵浦放大，放大后的散射信号经偏振耦合镜反射，并被探测器接收。
[0005]本发明中脉冲激光器用于产生受激布里渊散射信号，因为脉冲激光具有更高的峰值，更容易产生受激布里渊散射。用连续激光器产生连续激光作为泵浦放大光，连续激光和脉冲激光具有相同波长，受激布里渊散射信号光就可以提取连续激光能量，从而起到泵浦放大的作用。
[0006]本发明的方法由于连续激光不受脉冲宽度的影响，因此可以持续放大，具有更大的放大距离。另外，要实现对受激布里渊散射信号的泵浦放大，就要使得连续光与信号光具有相同的偏振态，在连续激光器后加起偏器，可以控制连续激光器偏振态。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明的实施装置图。
[0008]图中:1.脉冲激光器，2.偏振親合镜，3.合束器，4.四分之一玻片，5.凹透镜，6.凸透镜，7.散射池，8.连续激光器，9.起偏器，10.反射镜，11.探测器。
【具体实施方式】
[0009]以下结合附图和实施例对本发明作进一说明。参见图1，利用连续激光器泵浦放大布里渊散射信号的方法，包括一台脉冲激光器I和一台连续激光器8，所述脉冲激光器I至散射池7间依次设置有偏振耦合镜2，合束器3，四分之一玻片4，凹透镜5和凸透镜6 ;所述连续激光器AS至合束器3间依次设置有起偏器9，反射镜10 ;所述偏振耦合镜2的一侧设置有探测器11 ;所述脉冲激光器I产生激光依次经过偏振耦合镜2、合束器3、四分之一玻片4后再经过凹透镜5和凸透镜6组成的聚焦系统进入散射池7的散射介质中，并且在焦点出发生受激布里渊散射，散射信号沿背向180°返回；所述连续激光器8产生的连续激光经过起偏器9调整偏振态，经反射镜10至合束器3和脉冲激光合成一束激光，经过聚焦系统进入散射介质对脉冲激光产生的受激布里渊回波信号进行泵浦放大，放大后的散射信号经偏振耦合镜2反射，并被探测器11接收。
[0010]本发明使用两台激光器，一台脉冲激光器I用于激发受激布里渊散射信号，另一台连续激光器8用于对受激布里渊回波信号进行泵浦放大，增强布里渊信号。脉冲激光器I具有更高能量峰值，用于产生受激布里渊散射信号。使用连续激光器8可以对产生的受激布里渊散射信号持续放大，且作用距离长，加强放大效果。脉冲脉冲激光器I和连续激光器8输出波长相同，且连续激光器输出光的偏振态与脉冲激光激发的受激布里渊散射信号偏振态一致。
[0011]这种由连续激光器8实现泵浦放大的方法，可以减少脉冲激光泵浦放大时所需要的延时控制装置，可以实现对受激布里渊散射信号的持续放大，结构更加简单。
【权利要求】
1.利用连续激光器泵浦放大布里渊散射信号的方法，包括一台脉冲激光器和一台连续激光器，其特征在于，所述脉冲激光器至散射池间依次设置有偏振耦合镜、合束器、四分之一玻片、凹透镜和凸透镜；所述连续激光器至合束器间依次设置有起偏器和反射镜；偏振耦合镜的一侧设置有探测器； 所述脉冲激光器产生激光依次经过偏振耦合镜、合束器、四分之一玻片后再经过凹透镜和凸透镜组成的聚焦系统进入散射池的散射介质中，并且在焦点出发生受激布里渊散射，散射信号沿背向180°返回； 所述连续激光器产生的连续激光经过起偏器调整偏振态，经反射镜至合束器和脉冲激光合成一束激光，经过聚焦系统进入散射介质对脉冲激光产生的受激布里渊回波信号进行泵浦放大，放大后的散射信号经偏振耦合镜反射，并被探测器接收。
【文档编号】H01S3/30GK104518422SQ201510004589
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2015年1月7日 优先权日:2015年1月7日
【发明者】史久林, 何兴道, 朱开兴, 刘娟, 李淑静, 陈学岗 申请人:南昌航空大学