[發(fā)明專利]用于激光同軸雙程放大系統(tǒng)中的光耦合器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 02111142.1
• 申請日: 2002-03-22
• 公開（公告）號: CN1375715A
• 公開（公告）日: 2002-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張明科;朱儉;張臻;范滇元;林尊琪;牟俊杰;鄭玉霞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26;H01S3/00
• 代理公司: 上海開祺專利代理有限公司
• 代理人: 李蘭英

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明是一種用于激光同軸雙程放大系統(tǒng)中的光耦合器，主要應(yīng)用于激光同軸雙程放大器的光學(xué)系統(tǒng)中。

背景技術(shù)：

美國在畢莫納特(Beamlet)激光裝置上應(yīng)用的激光離軸雙程放大器，(參見在先技術(shù)[1]Performance?of?NIF?prototype?Beamlet.B.M.Van?Wonterghemetel(LLNL)DE94018500)。激光離軸雙程放大器改變了傳統(tǒng)的激光單程放大器放大系統(tǒng)，其特點是在相同的泵浦條件下，激光放大器的輸出能量提高近一倍。由于激光離軸雙程放大器主激光采用斜入射方式，因而激光的工作物質(zhì)和光學(xué)元件口徑要求比較大，導(dǎo)致激光器結(jié)構(gòu)龐大，造成激光工作物質(zhì)和光學(xué)元件的浪費。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的光耦合器主要包括中心位置上帶有中心軸線與鏡面法線成45°角的鏡孔的全反射鏡。主激光束以垂直于鏡孔中心軸線，也就是與鏡面法線成45°角入射于全反射鏡上反射回去，激光束兩次經(jīng)過放大系統(tǒng)后，在同軸方向上再返回到全反射鏡的鏡孔內(nèi)，再經(jīng)過裝在鏡孔內(nèi)的空間濾波小孔濾波后，射出激光束G_出。

本發(fā)明的光耦合器的具體結(jié)構(gòu)是包括底座15，在底座15上的一端固定有帶緊固彈簧13的彈簧銷14。在底座15上的另一端固定有第一步進電機1，第一步進電機1與固定在底座15上的軸承座16上的調(diào)節(jié)絲桿17相連接。調(diào)節(jié)絲桿17上配有螺母2，螺母2上固定有導(dǎo)軌座3，導(dǎo)軌座3的一端與緊固彈簧13相連。導(dǎo)軌座3上的兩端分別有第一支撐件4和第二支撐件11支撐著鏡座5，導(dǎo)軌座3上置有第二步進電機12控制鏡座5Y方向上的調(diào)整。鏡座5上裝有全反射鏡7，全反射鏡7的兩端分別有第一壓片螺釘6和第二壓片螺釘9將其壓緊，鏡座5上還帶有微調(diào)螺母10；在全反射鏡7中心的位置上有中心軸線00′與全反射鏡7鏡面法線成45°角的鏡孔701，在導(dǎo)軌座3上有與鏡孔701同中心軸線00′的導(dǎo)軌座孔301、在底座15上有與鏡孔701與導(dǎo)軌座孔301同中心軸線00′的底座孔1501，在鏡孔701內(nèi)裝有空間濾波小孔8。如圖1所示。

所說的與鏡孔701同中心軸線00′的導(dǎo)軌座孔301的直徑Dd大于鏡孔701的直徑Dj，即Dd＞Dj。與鏡孔701與導(dǎo)軌座孔301同中心軸線00′的底座孔1501的直徑Dz大于導(dǎo)軌座孔301的直徑Dj，即Dz＞Dd＞Dj。

所說的裝在鏡孔701內(nèi)的空間濾波小孔8的孔徑根據(jù)需要取衍射極限的倍數(shù)。而且為了耐高溫，選取制作的材料為高熔點的質(zhì)密的金屬材料，如鉭、不銹鋼或銅鎢合金。

本發(fā)明的光耦合器的結(jié)構(gòu)如上所述的圖1所示，包括底座15，底座15上一端固定有彈簧銷14。在彈簧銷14上端相接緊固彈簧13。在底座15上固定有軸承座16，在軸承座16上裝有調(diào)節(jié)絲桿17。在調(diào)節(jié)絲桿17一端固定在第一步進電機1上，在調(diào)節(jié)絲桿17上有螺母2，在螺母2上固定有導(dǎo)軌座3，導(dǎo)軌座3上還固定有第二步進電機12，在導(dǎo)軌座3上方位置的兩端分別有第二支撐件11和第一支撐件4。在支撐件上支撐著鏡座5。在鏡座5下端帶有微調(diào)螺母10，在鏡座5上裝有全反射鏡7，在全反射鏡7中間位置上有鏡孔701，在鏡孔洞內(nèi)安裝了空間濾波小孔8。

本發(fā)明的光耦合器的全反射鏡7為45°全反射鏡，用作激光同軸雙程放大器的導(dǎo)入和導(dǎo)出耦合鏡。當(dāng)垂直于鏡孔701中心軸線，也就是與鏡面法線成45°角入射的激光束注入到45°全反射鏡后，通過調(diào)節(jié)微調(diào)螺母2對45°全反射鏡俯仰方向(Z方向)的調(diào)節(jié)，仰俯方向調(diào)好后使微調(diào)螺母10鎖定，再分別用第一步進電機1(X方向)和第二步進電機12(Y方向)精調(diào)，讓主激光束經(jīng)45°全反射鏡7后正向注入到激光主放大器中心位置上，主激光束通過主放大器同軸雙程放大后，再返回到45°全反射鏡7鏡孔701的位置上，并讓激光束穿過鏡孔701內(nèi)安裝的空間濾波小孔8，對激光束進行空間濾波，濾掉雜散光后，通過導(dǎo)軌座孔301和底座孔1501射出激光束G_出。

本發(fā)明的光耦合器用于激光同軸雙程放大系統(tǒng)中。避免了激光離軸雙程放大器主激光斜入射帶來的對工作物質(zhì)和光學(xué)元件的口徑要求較大的問題。本發(fā)明的光耦合器讓主激光正入射到主放大器上，經(jīng)過放大后的激光束再返回到光耦合器的全反射鏡7中心位置上的鏡孔701內(nèi)，再經(jīng)過鏡孔701內(nèi)的空間濾波小孔8濾掉雜散光，所以本發(fā)明的光耦合器不僅能實現(xiàn)激光束的同軸雙程放大，還能起到空間濾波的作用，是一種激光同軸雙程放大系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵元件。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的光耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖。