高压氢气中正向反馈后向喇曼放大异常饱和现象研究

本文主要探讨了高压氢气(H2)在正向散射反馈条件下后向喇曼放大器的异常饱和特性。高压环境下的后向受激喇曼散射放大技术因其高空间质量和能够压缩脉冲宽度，对于核聚变应用的大型系统设计具有潜在价值。通常，后向放大器的研究侧重于无外部信号输入的情况，但本文关注的是由正向斯托克斯信号作为反馈输入的特殊情况，这一设计思路在文献[4]中有所提及。 作者们首先在20个大气压的环境中，对H2在喇曼池中的反馈后向放大进行了实验研究。他们观察到当泵浦光束能量逐渐增加时，后向散射转换效率出现了异常降低的现象。这一现象被理论分析归因于正向反馈引起的饱和效应。为了实现这种反馈放大，实验中利用双色镜M1将部分正向散射光If通过反射转化为后向斯托克斯信号波，并将其再次送回喇曼池，形成一个闭环反馈系统，其反馈系数由镜面反射率R和镜面损失决定。 实验装置的核心是图1所示的实验光路和原理图，其中涉及泵浦光的频率tp和脉宽，以及后向和正向一级斯托克斯波的频率vf。喇曼池R.O由7mm壁厚和35mm直径构成，具有高反射率以促进光的循环。双色镜M2的设计确保了特定波长的穿透与反射。 实验结果揭示了高压氢气环境下后向喇曼放大器的独特行为，这为小系统设计提供了新的可能性，尤其是在需要考虑正向反馈影响的场合。尽管实验结果显示了异常饱和，但这也为深入理解并优化这类放大器的工作性能提供了宝贵的数据。未来的研究可能着重于如何优化参数以克服这种限制，或者开发出能够在高压环境中稳定工作的新型放大技术。