1实验装置
实验装置如1所示。由振荡级发出的脉冲激光经过光隔离器后又二级放大，放大后的激光脉冲由透镜会聚在熔石英棒内。
装置中的激光振荡级如2所示（即1中oscillator部分）。M 1是对波长为1 064 nm的全反平凹镜，P 1为偏振片，ZBR1为补偿镜。振荡级的输出镜采用标准具组结构，由二个标准具组成，标准具之间的空气间隙需保证二标准具高度平行。这样组成的标准具组整体等效反射率为40 .使用了这样的标准具组后激光输出中的纵模个数减少，提高了输出激光的相干长度，以降低产生SBS的阈值，提高SBS的反射率。
1中的放大级由两根直径为6 mm ，长160 mm的Nd ： YA G棒（中amplifier1 ，amplifier2）构成。其中L1，L2为扩束镜，用来增大模式体积和提高放大级的放大效率。偏振片P 2，P3，和法拉第旋光器（Faraday1）组成隔离器，是为了防止由熔石英产生的相位共轭光经过双通放大后的光反向注入振荡级中，造成对振荡级的破坏。22. 5°放置的λ/ 2波片是为了改变偏振方向。透镜L 3，L4以及SR1（90°石英旋光片）组成4 f成像系统，成为了像传递系统和空间滤波器，一方面保证了相位共轭效应更完善，另一方面用来消除放大级径向及切向热透镜效应上的差异。4f系统的焦点应处于真空管中，防止空气被高功率激光击穿。ZBR2及ZBR3为补偿镜：在100 Hz时分别用焦距为- 400 mm及- 450 mm的平凹镜；在400 Hz时两处都采用焦距为- 350 mm及- 300 mm的平凹镜组。SR2也是90°石英旋光片。output1处放置Spricon M2200 M 2仪用来测量系统的M 2值等参数。通过两次放大后的激光通过f= 410 mm的透镜L 5聚焦射入熔石英棒中。P 4和法拉第旋光器组合成隔离器。G 1为未镀膜的普通玻璃白片，反射率为1/ 11.在output2和output3处分别用功率计测量功率以计算SBS反射率，并用PIN管和示波器观察这两处的波形以获得SBS入射光和出射光的波形。SBS反射后的光斑可以在P4的反射处观察，或者在output1处观察，这是由于SBS反射光退偏后的部分泄漏光经过返回后的二级再放大，一方面具有较大的能量，另一方面也反映出二次通过放大级对放大级畸变的补偿作用，观察其光斑质量更加有利。实验中使用的熔石英棒直径30 mm ，长200 mm.
2实验结果
重复频率100 Hz下，当入射能量到达34 mJ时，达到熔石英生SBS的阈值，此时在偏振片P 4的反射方向上可以看到闪烁的SBS反射光。在output1处用照相纸观察光斑，发现双通放大后的光斑呈规律性的闪灭。这是由于输入功率在SBS阈值附近，使得SBS反射还不稳定的原因。反射率随入射能量的增加而增加，观察output1处的输出，在SBS输入能量约为51 mJ时，SBS反射光已经变得十分稳定，也就是说输入功率已经远超过SBS阈值，进入正常稳定的SBS过程。实验中我们从该值开始测量了不同输入能量下所对应的SBS反射率，如所示。可以看到，反射率随着泵浦功率增加而递增。这与大部分的SBS实验结果相似。当输入能量达到60. 1 mJ时，SBS反射率提高到24. 33 ，在稳定工作了1 min之后，熔石英棒在焦点处出现损坏。在整个测量范围内没有观察到反射率饱和的现象。分析其原因，是因为入射激光的重复频率和单脉冲能量都较大，而且入射激光并不是严格的单纵模，导致了石英棒中热量不断地集聚而得不到释放，这势必影响石英棒的损坏阈值，使之比小重复率单纵模泵浦情况下的值大为减小。特别是在正常工作了1 min左右的时间里，热量的不断累积，终造成石英棒的损坏。实验的测量误差在±5 .
使用Spricon M2200 M2仪，在output1处测量了通过熔石英产生的部分相位共轭光通过两次放大后的M2值，并采集了光斑图像，如（a）所示。在不同的输入能量下测量得到的M 2值在误差范围内基本相等，在x方向的M 2 x为1。
74， y方向的M 2 y为1. 66.为作比较，采用0°全反镜代替熔石英棒，在output1处测量得到x方向的M 2 x为3。
32， y方向的M 2 y为2. 61 ，采集的光斑图像如（b）所示。可以明显的看到，采用熔石英作为相位共轭镜大大改善了光束质量。
4通过熔石英棒反射的和通过0°全反镜反射的双通放大后的远场光斑实验中还使用示波器在output2处测量输入光的波形如（a）所示，在output3处测量SBS反射光的波形如（b）所示。由图可见，SBS反射光的脉宽约为入射光脉宽的一半，脉冲被大大压缩，且SBS反射光脉冲上升沿比入射光陡峭很多。
在重复频率400 Hz下，当入射能量达到35 mJ的时候，我们观测到了微弱的SBS现象，与100 Hz时的34 mJ相比，可认为在误差范围内是相等的。也就是说，重复频率的变化对熔石英的SBS阈值影响不大。在入射能量为46. 1 mJ ，56 mJ下测量的SBS反射能量分别为0. 56 mJ ，2. 2 mJ ，对应SBS反射率分别为1. 2 ，319 .
同样，在output1处使用Spricon M2200 M 2仪测量了通过熔石英产生的部分相位共轭光通过两次放大后的M 2值，在x方向的M 2 x为2。
10，在y方向的M 2 y为2. 12.而采用0°全反镜代替熔石英，在x方向测量得到的M 2 x为3。
90，在y方向测量得到的M 2 y为4. 19.证明在高重复频率下使用熔石英作为相位共轭镜对提高光束质量有更重要的意义。而此时使用示波器观察的入射光脉宽为56. 69 ns ，SBS反射脉宽为28. 84 ns.与100 Hz时相同，SBS反射脉冲的上升沿也很陡峭。
3结论
用熔石英棒作为相位共轭镜材料，在LD泵浦的激光MOPA系统中实现了100 Hz和400 Hz重复率下的相位共轭双通放大输出。在LD泵浦的激光MOPA系统中进行的实验研究表明，在高重复率高功率下，利用熔石英棒受激布里渊散射相位共轭改善光束质量是可行的。实验表明，反射率尚未达到饱和的情况下由于高重复率和较大的输入能量，出现了熔石英介质的损伤，使得反射率不能再提高。因此高重复率下的熔石英棒作为相位共轭镜材料的关键在于提高损伤阈值，只有提高SBS介质的激光损伤阈值，才能提高泵浦功率，也才有可能提高其反射率。而减少泵浦激光的纵模个数、提高其相干度，以及采用增大会聚点截面积等方式可能是有的。
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