本實(shí)用新型涉及光學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置。

背景技術(shù)：

柱對稱矢量光束包括徑向偏振光和角向偏振光，它們在焦點(diǎn)附近具有較強(qiáng)的縱向偏振光場分量，因而能夠得到很小的焦斑，在高分辨率成像、光操控和數(shù)據(jù)存儲等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，以往的研究多數(shù)集中在弱光。在激光加工、慣性約束聚變等高功率激光應(yīng)用領(lǐng)域，具有小焦斑尺寸的單縱模窄脈沖矢量光束日益受到關(guān)注。然而，諸如基于自旋-軌道耦合的q波片、超材料等產(chǎn)生矢量光束的器件損傷閾值很低，無法應(yīng)用到高功率激光系統(tǒng)中。采用光放大技術(shù)有望解決這一問題，然而對于亞納米量級單縱模脈沖，激光放大技術(shù)效率很低，難以得到理想的高功率單縱模窄脈沖柱對稱矢量光束；光參量放大方法則需要特殊的泵浦源，且系統(tǒng)更為復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有柱對稱矢量光束產(chǎn)生裝置損傷閾值低，無法產(chǎn)生高功率單縱模窄脈沖柱對稱矢量光束的問題，本實(shí)用新型提出了一種基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置。

鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置，該裝置包括：矢量光束產(chǎn)生器件、光闌、第一非線性介質(zhì)池、第一二分之一波片、第二二分之一波片、50:50消偏振分光平片、第一全反鏡、Nd:YAG激光器、第三二分之一波片、第一偏振分束器、第二全反鏡、第二非線性介質(zhì)池、透鏡、第三四分之一波片和第二偏振分束器，其中，所述第一非線性介質(zhì)池與所述第二非線性介質(zhì)池中的非線性介質(zhì)相同；沿所述Nd:YAG激光器出射光路方向依次設(shè)有所述第三二分之一波片和所述第一偏振分束器，使得所述Nd:YAG激光器產(chǎn)生的P偏振高斯型光束經(jīng)由所述第三二分之一波片和所述第一偏振分束器分為第一S偏振反射光束和第一P偏振透射光束；所述第二偏振分束器、所述第三四分之一波片、所述透鏡和所述第二非線性介質(zhì)池作為種子產(chǎn)生單元，以使從所述第一偏振分束器出射的所述第一S偏振反射光束經(jīng)由所述第二偏振分束器反射后依次通過所述第三四分之一波片和所述透鏡而入射至所述第二非線性介質(zhì)池，并使得從所述第二非線性介質(zhì)池產(chǎn)生的具有布里淵頻移的高斯型種子光束依次經(jīng)過所述透鏡和所述第三四分之一波片后變?yōu)镻偏振高斯型種子光束，該P(yáng)偏振高斯型種子光束經(jīng)所述第二偏振分束器透射后，經(jīng)所述矢量光束產(chǎn)生器件轉(zhuǎn)換為柱對稱矢量種子光束，再經(jīng)光闌后垂直入射至所述第一非線性介質(zhì)池的第一端面，且所述柱對稱矢量種子光束從所述第一非線性介質(zhì)池的第二端面出射，所述第一非線性介質(zhì)池的第一端面與第二端面平行設(shè)置；沿所述第一偏振分束器的透射光路方向設(shè)有第二全反鏡，使得所述第一P偏振透射光束經(jīng)所述第二全反鏡反射后入射至所述50:50消偏振分光平片而分為第二反射光束和第二透射光束；沿所述第二全反鏡的反射光路方向設(shè)有所述第一二分之一波片，使得所述第二反射光束經(jīng)由所述第一二分之一波片后作為第一泵浦光束入射至所述第一非線性介質(zhì)池的第二端面，其中，所述第一泵浦光束與所述柱對稱矢量種子光束在所述第一非線性介質(zhì)池中相交且具有夾角θ；沿所述第二全反鏡的透射光路方向設(shè)有所述第二二分之一波片，使得所述第二透射光束經(jīng)由所述第二二分之一波片后作為第二泵浦光束入射至所述第一非線性介質(zhì)池的第二端面，其中，所述第二泵浦光束與所述柱對稱矢量種子光束在所述第一非線性介質(zhì)池中相交且具有夾角θ。

進(jìn)一步地，沿所述第二全反鏡的反射光路方向、在所述第一二分之一波片與所述第一非線性介質(zhì)池的第二端面之間還設(shè)有第一四分之一波片，使得所述第二反射光束依次經(jīng)由所述第一二分之一波片和所述第一四分之一波片后作為所述第一泵浦光束入射至所述第一非線性介質(zhì)池的第二端面；沿所述第二全反鏡的透射光路方向、在所述第二二分之一波片與所述第一非線性介質(zhì)池的第二端面之間還設(shè)有第二四分之一波片，使得所述第二透射光束依次經(jīng)由所述第二二分之一波片和所述第二四分之一波片后作為所述第二泵浦光束入射至所述第一非線性介質(zhì)池的第二端面。

進(jìn)一步地，θ為1°～30°。

進(jìn)一步地，沿所述柱對稱矢量種子光束從所述第一非線性介質(zhì)池的出射光路方向上設(shè)有偏振層析裝置，所述偏振層析裝置包括第四四分之一波片、第四二分之一波片、第三偏振分束器、第一光電探測器和第二光電探測器，以使所述柱對稱矢量種子光束從所述第一非線性介質(zhì)池的第二端面出射后，經(jīng)過所述第四四分之一波片和所述第四二分之一波片后入射至所述第三偏振分束器而分為第三反射光束和第三透射光束，其中，所述第三反射光束經(jīng)所述第三偏振分束器反射后入射至所述第一光電探測器，而所述第三透射光束經(jīng)所述第三偏振分束器透射后入射至所述第二光電探測器。

進(jìn)一步地，所述矢量光束產(chǎn)生器件為空間光調(diào)制器、q波片或徑向偏振轉(zhuǎn)換器。

進(jìn)一步地，所述第一非線性介質(zhì)池與所述第二非線性介質(zhì)池中的非線性介質(zhì)為透明液體、氣體或固體。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置，其基于受激布里淵散射(SBS)的光脈沖放大技術(shù)，具有如常規(guī)的氣體、液體和等離子體等SBS介質(zhì)具有較高的損傷閾值等諸多優(yōu)勢，且適合于激光組束。利用受激布里淵放大產(chǎn)生高功率單縱模窄脈沖柱對稱矢量光束，能夠獲得百皮秒高峰值功率焦斑，在聚變點(diǎn)火裝置上將發(fā)揮巨大作用。

此外，本實(shí)用新型與以往的基于受激布里淵散射的非共線串行組束(如基于受激布里淵散射的非共線串行組束方法及裝置，公開號：CN104678559A)不同，非共線串行組束要求多束泵浦光之間偏振狀態(tài)相同，且與種子光的偏振狀態(tài)相同，要么是線偏振或圓偏振。而本實(shí)用新型是基于柱對稱矢量種子光束的特點(diǎn)，要求兩束泵浦光的偏振狀態(tài)正交，即一束為水平偏振，另一束為垂直偏振，或者一束為左旋圓偏振光，另一束為右旋圓偏振光。

附圖說明

圖1為示出本實(shí)用新型的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置的一種可能結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為示出本實(shí)用新型的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置的另一種可能結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3為示出本實(shí)用新型的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置的又一種可能結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4為示出本實(shí)用新型的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置的又一種可能結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖5為輸出能量隨單路泵浦能量的變化關(guān)系示意圖；

圖6和圖7為輸出脈沖的光斑圖像和偏振層析的示意圖。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，附圖中的元件僅僅是為了簡單和清楚起見而示出的，而且不一定是按比例繪制的。例如，附圖中某些元件的尺寸可能相對于其他元件放大了，以便有助于提高對本實(shí)用新型實(shí)施例的理解。

具體實(shí)施方式

在下文中將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)施例的過程中必須做出很多特定于實(shí)施方式的決定，以便實(shí)現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會隨著實(shí)施方式的不同而有所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費(fèi)時的，但對得益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這種開發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。

在此，還需要說明的一點(diǎn)是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本實(shí)用新型，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本實(shí)用新型的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本實(shí)用新型關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置，該裝置包括：矢量光束產(chǎn)生器件、光闌、第一非線性介質(zhì)池、第一二分之一波片、第二二分之一波片、50:50消偏振分光平片、第一全反鏡、Nd:YAG激光器、第三二分之一波片、第一偏振分束器、第二全反鏡、第二非線性介質(zhì)池、透鏡、第三四分之一波片和第二偏振分束器，其中，第一非線性介質(zhì)池與第二非線性介質(zhì)池中的非線性介質(zhì)相同；沿Nd:YAG激光器出射光路方向依次設(shè)有第三二分之一波片和第一偏振分束器，使得Nd:YAG激光器產(chǎn)生的P偏振高斯型光束經(jīng)由第三二分之一波片和第一偏振分束器分為第一S偏振反射光束和第一P偏振透射光束；第二偏振分束器、第三四分之一波片、透鏡和第二非線性介質(zhì)池作為種子產(chǎn)生單元，以使從第一偏振分束器出射的第一S偏振反射光束經(jīng)由第二偏振分束器反射后依次通過第三四分之一波片和透鏡而入射至第二非線性介質(zhì)池，并使得從第二非線性介質(zhì)池產(chǎn)生的具有布里淵頻移的高斯型種子光束依次經(jīng)過透鏡和第三四分之一波片后變?yōu)镻偏振高斯型種子光束，該P(yáng)偏振高斯型種子光束經(jīng)第二偏振分束器透射后，經(jīng)矢量光束產(chǎn)生器件轉(zhuǎn)換為柱對稱矢量種子光束，再經(jīng)光闌后垂直入射至第一非線性介質(zhì)池的第一端面，且柱對稱矢量種子光束從第一非線性介質(zhì)池的第二端面出射，第一非線性介質(zhì)池的第一端面與第二端面平行設(shè)置；沿第一偏振分束器的透射光路方向設(shè)有第二全反鏡，使得第一P偏振透射光束經(jīng)第二全反鏡反射后入射至50:50消偏振分光平片而分為第二反射光束和第二透射光束；沿第二全反鏡的反射光路方向設(shè)有第一二分之一波片，使得第二反射光束經(jīng)由第一二分之一波片后作為第一泵浦光束入射至第一非線性介質(zhì)池的第二端面，其中，第一泵浦光束與柱對稱矢量種子光束在第一非線性介質(zhì)池中相交且具有夾角θ；沿第二全反鏡的透射光路方向設(shè)有第二二分之一波片，使得第二透射光束經(jīng)由第二二分之一波片后作為第二泵浦光束入射至第一非線性介質(zhì)池的第二端面，其中，第二泵浦光束與柱對稱矢量種子光束在第一非線性介質(zhì)池中相交且具有夾角θ。

下面，結(jié)合附圖來分別描述本實(shí)用新型的各個具體實(shí)施例。

具體實(shí)施例一：結(jié)合圖1說明本具體實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置包括矢量光束產(chǎn)生器件1、光闌2、第一非線性介質(zhì)池3、第一二分之一波片6、第二二分之一波片7、50:50消偏振分光平片8、第一全反鏡9、Nd:YAG激光器15、第三二分之一波片16、第一偏振分束器17、第二全反鏡18、第二非線性介質(zhì)池19、透鏡20、第三四分之一波片21和第二偏振分束器22。

其中，第一非線性介質(zhì)池3與第二非線性介質(zhì)池19中的非線性介質(zhì)相同，該非線性介質(zhì)例如可以是透明液體、氣體或固體。

如圖1所示，沿Nd:YAG激光器15出射光路方向依次設(shè)有第三二分之一波片16和第一偏振分束器17，使得Nd:YAG激光器15產(chǎn)生的P偏振(即水平偏振態(tài))高斯型光束經(jīng)由第三二分之一波片16和第一偏振分束器17分為第一S偏振(即垂直偏振態(tài))反射光束(即圖1中從第一偏振分束器17向下反射的光束)和第一P偏振透射光束(即圖1中從第一偏振分束器17向左透射的光束)。

第二偏振分束器22、第三四分之一波片21、透鏡20和第二非線性介質(zhì)池19作為種子產(chǎn)生單元，以使從第一偏振分束器17出射的第一S偏振反射光束經(jīng)由第二偏振分束器22反射后依次通過第三四分之一波片21和透鏡20而入射至第二非線性介質(zhì)池19，并使得從第二非線性介質(zhì)池19產(chǎn)生的具有布里淵頻移的高斯型種子光束依次經(jīng)過透鏡20和第三四分之一波片21后變?yōu)镻偏振高斯型種子光束，該P(yáng)偏振高斯型種子光束經(jīng)第二偏振分束器22透射后，經(jīng)矢量光束產(chǎn)生器件1轉(zhuǎn)換為柱對稱矢量種子光束，再經(jīng)光闌2后垂直入射至第一非線性介質(zhì)池3的第一端面(即圖1中的第一非線性介質(zhì)池3的右側(cè)端面)，且柱對稱矢量種子光束從第一非線性介質(zhì)池3的第二端面(即圖1中的第一非線性介質(zhì)池3的左側(cè)端面)出射，第一非線性介質(zhì)池3的第一端面與第二端面平行設(shè)置。

其中，矢量光束產(chǎn)生器件1例如可以為空間光調(diào)制器、q波片或徑向偏振轉(zhuǎn)換器。

此外，沿第一偏振分束器17的透射光路方向設(shè)有第二全反鏡18，使得第一P偏振透射光束經(jīng)第二全反鏡18反射后入射至50:50消偏振分光平片8而分為第二反射光束(即圖1中從50:50消偏振分光平片8向右反射的光束)和第二透射光束(即圖1中從50:50消偏振分光平片8向下透射的光束)。

其中，沿第二全反鏡18的反射光路方向設(shè)有第一二分之一波片6，使得第二反射光束經(jīng)由第一二分之一波片6后作為第一泵浦光束入射至第一非線性介質(zhì)池3的第二端面，其中，第一泵浦光束與柱對稱矢量種子光束在第一非線性介質(zhì)池3中相交且具有夾角θ，第一泵浦光束從第一非線性介質(zhì)池3的第一端面出射后被光闌2阻止。

此外，沿第二全反鏡18的透射光路方向設(shè)有第二二分之一波片7，使得第二透射光束經(jīng)由第二二分之一波片7后作為第二泵浦光束入射至第一非線性介質(zhì)池3的第二端面，其中，第二泵浦光束與柱對稱矢量種子光束在第一非線性介質(zhì)池3中相交且具有夾角θ，第二泵浦光束從第一非線性介質(zhì)池3的第一端面出射后被光闌2阻止。

本實(shí)施例工作原理：

Nd:YAG激光器15發(fā)出的高能量單縱模的水平偏振態(tài)(即P偏振)高斯型種子光束，經(jīng)第三二分之一波片16、第一偏振分束器17分為兩路，透射的一路(即第一P偏振透射光束)用于產(chǎn)生雙泵浦，而反射的一路(即第一S偏振反射光束)用來產(chǎn)生SBS種子光，這樣，SBS種子光和雙泵浦之間具有布里淵頻移，以發(fā)生受激布里淵放大。

一方面，第一S偏振反射光束經(jīng)由第二偏振分束器22反射后，再經(jīng)第三四分之一波片21將其偏振態(tài)從S偏振轉(zhuǎn)換為圓偏振，然后通過透鏡20會聚到第二非線性介質(zhì)池19，進(jìn)而產(chǎn)生高斯型種子光束，該高斯型種子光束再沿第一S偏振反射光束的反向輸出，依次經(jīng)過透鏡20和第三四分之一波片21后，偏振態(tài)從圓偏振轉(zhuǎn)換為P偏振，并透過第二偏振分束器22后入射至矢量光束產(chǎn)生器件1。這樣，通過矢量光束產(chǎn)生器件1將入射的P偏振高斯型種子光束轉(zhuǎn)換為柱對稱矢量種子光束，再經(jīng)光闌2進(jìn)入第一非線性介質(zhì)池3中。

另一方面，第一P偏振透射光束依次經(jīng)第二全反鏡18和50:50消偏振分光平片8后，通過50:50消偏振分光平片8分為反射光束(即第二反射光束)和透射光束(即第二透射光束)。其中，第二反射光束用于產(chǎn)生第一泵浦光束，而第二透射光束用于產(chǎn)生第二泵浦光束。

如圖1所示，第二反射光束相對于柱對稱矢量種子光束以角度θ(θ例如為1°～30°范圍內(nèi)的任意角)傳播，其經(jīng)第一二分之一波片6將偏振態(tài)調(diào)整為S偏振，作為第一泵浦光束斜入射到第一非線性介質(zhì)池3；第二透射光束經(jīng)第一全反鏡9反射，同樣相對于柱對稱矢量種子光束以角度θ傳播，經(jīng)第二二分之一波片7將偏振態(tài)調(diào)整為P偏振，作為第二泵浦光束。其中，相對于柱對稱矢量種子光束，第一泵浦光束和第二泵浦光束以對稱的角度θ進(jìn)入第一非線性介質(zhì)池3，分別和柱對稱矢量種子光束中水平偏振分量和垂直偏振分量發(fā)生受激布里淵放大作用(即第一泵浦光束對柱對稱矢量種子光束中垂直偏振分量，而第二泵浦光束對柱對稱矢量種子光束中水平偏振分量進(jìn)行放大)，從而獲得高功率柱對稱矢量光束。

需要說明的是，柱對稱矢量光束包括徑向偏振光、角向偏振光和混合偏振光，這里以徑向偏振光為例來描述高功率單縱模窄脈沖柱對稱矢量光束的產(chǎn)生原理，另外幾種柱對稱矢量光束的產(chǎn)生機(jī)制可參考該描述，這里不再詳述。在該實(shí)施例中，徑向偏振光可分解為兩個正交線偏振，即水平和垂直(H+V)HG模，即利用本實(shí)施例的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置來放大徑向偏振光，即采用具有相同能量的一對水平和垂直線偏振光(H+V)作為泵浦光，從而滿足相位匹配條件實(shí)現(xiàn)放大，結(jié)合單縱模窄脈沖激光光源，可以獲得高功率單縱模窄脈沖柱對稱矢量光束。

具體實(shí)施例二：結(jié)合圖2說明本具體實(shí)施例。本實(shí)施例的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置，與具體實(shí)施例一不同之處在于，本實(shí)施例的上述產(chǎn)生裝置還包括第一四分之一波片4和第二四分之一波片5。

在如圖2所示的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置中，沿第二全反鏡18的反射光路方向、在第一二分之一波片6與第一非線性介質(zhì)池3的第二端面之間還設(shè)有第一四分之一波片4，使得第二反射光束依次經(jīng)由第一二分之一波片6和第一四分之一波片4后作為第一泵浦光束入射至第一非線性介質(zhì)池3的第二端面；此外，沿第二全反鏡18的透射光路方向、在第二二分之一波片7與第一非線性介質(zhì)池3的第二端面之間還設(shè)有第二四分之一波片5，使得第二透射光束依次經(jīng)由第二二分之一波片7和第二四分之一波片5后作為第二泵浦光束入射至第一非線性介質(zhì)池3的第二端面。

本實(shí)施例工作原理與具體實(shí)施例一不同之處在于，在本實(shí)施例中，第一P偏振透射光束依次經(jīng)第二全反鏡18和50:50消偏振分光平片8而分為第二反射光束和第二透射光束后，不僅分別經(jīng)過了一個二分之一波分6或7的作用，還分別經(jīng)過了一個四分之一波片4或5作用，使得進(jìn)入第一非線性介質(zhì)池3的第一泵浦光束和第二泵浦光束的偏振態(tài)分別為左旋圓偏振和右旋圓偏振(或分別為右旋圓偏振和左旋圓偏振)。

具體而言，如圖2所示，從50:50消偏振分光平片8反射出射的第二反射光束相對于柱對稱矢量種子光束以角度θ傳播，其經(jīng)第一二分之一波片6將偏振態(tài)調(diào)整為S偏振，再經(jīng)第一四分之一波片4將偏振態(tài)調(diào)整為例如左旋圓偏振，作為第一泵浦光束；類似地，從50:50消偏振分光平片8透射出射的第二透射光束經(jīng)第二二分之一波片7和第二四分之一波片5后將偏振態(tài)調(diào)整為例如右旋圓偏振，作為第二泵浦光束。這樣，相對于柱對稱矢量種子光束，第一泵浦光束和第二泵浦光束以對稱的角度θ進(jìn)入第一非線性介質(zhì)池3，分別和柱對稱矢量種子光束中左旋圓偏振分量和右旋圓偏振分量發(fā)生受激布里淵放大作用(即第一泵浦光束對柱對稱矢量種子光束中左旋圓偏振分量，而第二泵浦光束對柱對稱矢量種子光束中右旋圓偏振分量進(jìn)行放大)，從而獲得高功率柱對稱矢量光束。

在該實(shí)施例中，徑向偏振光可以分解為兩個具有相反拓?fù)浜傻淖笮陀倚龍A偏振LG模的疊加，即利用本實(shí)施例的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置來放大徑向偏振光，即采用具有相同能量的一對左旋和右旋圓偏振光(L+R)作為泵浦光，從而滿足相位匹配條件實(shí)現(xiàn)放大，結(jié)合單縱模窄脈沖激光光源，可以獲得高功率單縱模窄脈沖柱對稱矢量光束。

需要說明的是，若在其他例子中，當(dāng)?shù)谝槐闷止馐钠駪B(tài)為右旋圓偏振、而第二泵浦光束的偏振態(tài)為左旋圓偏振時，則是第一泵浦光束對柱對稱矢量種子光束中右旋圓偏振分量，而第二泵浦光束對柱對稱矢量種子光束中左旋圓偏振分量進(jìn)行放大。

具體實(shí)施例三：本實(shí)施例的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置與具體實(shí)施例一至二的區(qū)別在于，所述矢量光束產(chǎn)生器件1為q＝0.5的q波片。

具體實(shí)施例四：本實(shí)施例的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置與具體實(shí)施例一至三的區(qū)別在于，所述第一非線性介質(zhì)池3為填充了FC-72的長度為10cm-30cm介質(zhì)。

具體實(shí)施例五：結(jié)合圖3-7說明本具體實(shí)施例。本實(shí)施例的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置與具體實(shí)施例一至四的區(qū)別在于，本實(shí)施例還包括偏振層析裝置，偏振層析裝置同軸設(shè)置在第一非線性介質(zhì)池3的種子光出射光路上。

其中，在上文中結(jié)合圖1所描述的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置中加入上述偏振層析裝置后，結(jié)構(gòu)圖可如圖3所示；而在上文中結(jié)合圖2所描述的基于受激布里淵放大產(chǎn)生高功率柱對稱矢量光束的裝置中加入上述偏振層析裝置后，結(jié)構(gòu)圖可如圖4所示。

如圖3和圖4所示，沿柱對稱矢量種子光束從第一非線性介質(zhì)池3的出射光路方向上設(shè)有偏振層析裝置，偏振層析裝置包括第四四分之一波片10、第四二分之一波片11、第三偏振分束器12、第一光電探測器13(如CCD)和第二光電探測器14(如CCD)，以使柱對稱矢量種子光束從第一非線性介質(zhì)池3的第二端面出射后，經(jīng)過第四四分之一波片10和第四二分之一波片11后入射至第三偏振分束器12而分為第三反射光束和第三透射光束。其中，第三反射光束經(jīng)第三偏振分束器12反射后入射至第一光電探測器13，而第三透射光束經(jīng)第三偏振分束器12透射后入射至第二光電探測器14。這樣，通過第一光電探測器13和第二光電探測器14，可以分析高功率柱對稱矢量光束的偏振特性。

在一個實(shí)際例子中，激光器輸出例如為250mJ、700ps脈沖，輸出光一部分會聚到SBS池中產(chǎn)生300ps單縱模水平偏振Stokes頻移種子光，該種子光通過q＝0.5的q波片產(chǎn)生柱對稱矢量種子光束，種子光的最高能量設(shè)定為20mJ，這是q波片在1064nm激光條件下所能承受的。具有和矢量種子光束兩個偏振分量對應(yīng)的700ps高斯泵浦光束和種子脈沖在包含F(xiàn)C-72的10cm-30cm介質(zhì)中發(fā)生相互作用。

此外，種子光能量例如分別為5mJ、10mJ和20mJ。兩個泵浦能量設(shè)為從10mJ到100mJ。圖5為輸出能量隨一路泵浦能量的變化關(guān)系，其中，“泵浦-1”表示僅有第一泵浦光束輸入的結(jié)果，“全部”表示第一泵浦光束和第二泵浦光束同時輸入的結(jié)果。結(jié)果表明，總輸出能量隨著輸入泵浦能量的增加而增加，在相同泵浦能量下種子能量越高從泵浦光抽取的能量越高。圖5中左上角嵌入的小圖表明當(dāng)輸入泵浦能量為100mJ*2時平均輸出的總能量。可以看出，當(dāng)輸入20mJ種子時可以獲得100mJ、300ps單縱模矢量脈沖，對應(yīng)于功率密度4.6GW/cm²。

圖6和圖7中的c1和f1分別是泵浦光為線偏振和圓偏振時，獲得的放大種子光的光斑圖像，利用偏振層析裝置，分別在水平偏振、垂直偏振、左旋和右旋偏振方向上投影，得到c2、c3、c4和c5，以及f2、f3、f4和f5所示的光斑，可以看出，兩路泵浦同時輸入的情況下，輸出脈沖為徑向矢量光束。因此，該方法能夠獲得偏振純度較高的柱對稱矢量光束。

盡管根據(jù)有限數(shù)量的實(shí)施例描述了本實(shí)用新型，但是受益于上面的描述，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白，在由此描述的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)，可以設(shè)想其它實(shí)施例。此外，應(yīng)當(dāng)注意，本說明書中使用的語言主要是為了可讀性和教導(dǎo)的目的而選擇的，而不是為了解釋或者限定本實(shí)用新型的主題而選擇的。因此，在不偏離所附權(quán)利要求書的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。對于本實(shí)用新型的范圍，對本實(shí)用新型所做的公開是說明性的，而非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求書限定。