[發明專利]抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發輻射的方法

有效

• 申請號: 201010273819.7
• 申請日: 2010-09-06
• 公開（公告）號: CN101976796A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 孟濤;唐景平;胡俊江;溫磊;陳力;陳偉;胡麗麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/10
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及固態激光器，特別是一種抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發輻射(Amplified?Spontaneous?Emission，簡稱為ASE)的方法，更確切地說，是一種抑制大尺寸激光釹玻璃放大自發輻射和寄生振蕩的方法。

背景技術

寄生振蕩形成的條件是R·e^Dβ≥1，式中R為邊界反射率，β為增益系數，D為激光釹玻璃片長軸直徑，隨著Dβ增大，易于發生寄生振蕩和放大的自發輻射(ASE)，造成反轉粒子數Δn的逃逸和減少，使激光釹玻璃增益減少。寄生振蕩分為兩種模式：

體寄生模式，在平行平板激光釹玻璃中呈鋸齒波傳播；

表面寄生模式，沿激光釹玻璃片表面傳播，表面吸收氙燈光較強，其β值較高，Dβ值也較大，發生寄生振蕩可能性較大。

當R·e^Dβ≥1，發生寄生振蕩。激光釹玻璃和吸收玻璃之間發生分層現象以后，R＝0.044，放大器增益急劇下降。

1＞R·e^Dβ＞0，減幅振蕩，形成放大自發輻射(ASE)損耗。

即使R＝0，Dβ≥3時，單程的ASE損耗成為反轉粒子Δn逃逸的主要途徑。

主放大器的Dβ值為2.4，表面β值＞0.06，要獲得較高增益的片狀放大器，抑制片狀激光釹玻璃放大器中寄生振蕩的方法和工藝技術顯得十分重要。

抑制和減少寄生振蕩的有效方法是在激光釹玻璃片側面匹配一層能夠有效吸收1.053um熒光的摻氧化銅玻璃，使邊界反射減少到接近零。

早期抑制和減少寄生振蕩較為成熟的方法主要是通過燒結或澆注的工藝將吸收玻璃連接到激光釹玻璃的側邊，以期達到抑制放大自發輻射和寄生振蕩的目的。但是該方法存在成品率低下、成本高、風險大、剩余反射率大等缺點，限制了上述方法在大尺寸激光釹玻璃上的應用。

發明內容

本發明的目的在于保證激光釹玻璃對激光能量的有效放大能力，提供一種抑制大尺寸激光釹玻璃放大自發輻射的方法，以有效地抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發輻射和寄生振蕩，使增益性能接近理論計算水平，滿足高功率激光裝置的使用要求。

本發明的技術解決方案如下：

一種抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發輻射的方法，其特征在于該方法包括下列步驟：

(一)選取與所述的片狀激光釹玻璃相匹配的吸收玻璃和有機粘接劑：該吸收玻璃的熱膨脹系數與所述的片狀激光釹玻璃的熱膨脹系數的差值小于2％，所述的吸收玻璃在激光波長的折射率n₁大于所述片狀激光釹玻璃在激光波長的折射率n₂，且n₁-n₂＝0.0005～0.005；選取有機粘接劑，該有機粘接劑和所述片狀激光釹玻璃在激光波長的折射率匹配，所述的有機粘接劑在激光波長的折射率n₃，要求滿足關系式：n₂＜n₃＜n₁；

(二)所述的片狀激光釹玻璃和吸收玻璃板條的加工和粘貼：對所述的片狀激光釹玻璃的周邊選配尺寸相適應的吸收玻璃板條并進行光學加工，經處理后，用所述的有機粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹玻璃的周邊上；

(三)片狀激光釹玻璃的通光面進行精密拋光：將周邊都粘貼了所述的吸收玻璃板條的片狀激光釹玻璃進行外部尺寸整形，對所述的片狀激光釹玻璃的通光面進行精密拋光并達到設計要求。

所述的第(二)步包括下列具體步驟：

①對所述的片狀激光釹玻璃的周邊的相間隔的側邊進行光學加工，根據所述的片狀激光釹玻璃的相間隔的側邊的尺寸，選配尺寸相適應的吸收玻璃板條，并對所述的吸收玻璃板條進行光學加工；

②對所述的片狀激光釹玻璃和所述的吸收玻璃板條進行光學加工后的光學平面，實施酸性物質處理和偶聯劑處理；

③用所述的有機粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹玻璃的相應的側邊上；

④對所述的片狀激光釹玻璃尚未粘貼吸收玻璃板條的側邊一一進行光學加工，根據所述的片狀激光釹玻璃尚未粘貼吸收玻璃板條的側邊的尺寸，配備尺寸相適應的吸收玻璃板條，對所述的吸收玻璃板條進行光學加工；

⑤對所述的片狀激光釹玻璃和所述的吸收玻璃板條進行光學加工后的光學平面，實施酸性物質處理和偶聯劑處理；

⑥用所述的有機粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹玻璃的相應的側邊上