[發(fā)明專利]一種全固態(tài)皮秒激光再生放大器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210360026.8
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102904155A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 魏志義;王兆華;王慶;沈忠偉;樊仲維;麻云鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院物理研究所;北京國科世紀激光技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01S3/16
• 分類號: H01S3/16;H01S3/0941;H01S3/107
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;王博

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光脈沖放大技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種全固態(tài)皮秒激光再生放大器。

背景技術(shù)

激光是二十世紀最偉大的發(fā)明之一，對人類社會發(fā)展具有重要深遠的影響。自1960年，第一臺激光器出現(xiàn)以后，激光器走過了氣體激光器、液體激光器、半導體激光器、全固態(tài)激光器（DPL）等歷程。隨著全固態(tài)激光器的發(fā)展，激光器的工程化、穩(wěn)定性、體積、壽命等得到大幅度的優(yōu)化，隨著全固態(tài)激光器在不同領(lǐng)域應用的不斷擴展，全固態(tài)激光技術(shù)已成為激光技術(shù)研究的重大方向。

皮秒激光器指的是輸出脈沖寬度在皮秒至百皮秒量級(10^-12～10^-10s)的超短脈沖激光器。作為全固態(tài)激光技術(shù)的一個重要研究方向，高功率、高效率、高光束質(zhì)量全固態(tài)皮秒激光器在國防、微加工、醫(yī)療和激光變頻等方面都有廣泛的應用

但是一般全固態(tài)皮秒鎖模激光器直接輸出的單脈沖能量只有納焦量級，為了適應各種需要，往往要對脈沖能量進行放大。激光放大與激光振蕩都是基于受激輻射的光放大原理基礎上的。即是當工作物質(zhì)在光泵激勵下，處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)，當有外來的光信號通過它時，則激發(fā)態(tài)的粒子在外來光信號的作用下產(chǎn)生強烈的受激輻射，這種輻射疊加到外來光信號上使之得到放大。

常見的激光放大類型有單程放大、多通放大和再生放大。單程放大中種子光只通過增益介質(zhì)一次，所以提取的能量很有限。多通放大是利用幾面反射鏡使種子光多次往返經(jīng)過增益介質(zhì)，以提取更多的能量。由于多通放大器不存在諧振腔，因此結(jié)構(gòu)較簡單，但是多通放大器不能保證每次種子光與泵浦光較好地共線耦合，會影響放大效率和光束質(zhì)量，同時穩(wěn)定性也得不到很好的保證。再生放大是利用偏振特性把種子光導入放大諧振腔內(nèi)，待種子脈沖在腔內(nèi)多次往復被放大吸收足夠能量后，再將脈沖從腔中導出。由于再生放大器由一個穩(wěn)定的諧振腔構(gòu)成，因此對種子光的放大效率高、運行穩(wěn)定，輸出光束質(zhì)量好。

但是在現(xiàn)有的半導體直接泵浦的全固態(tài)皮秒千赫茲再生放大器中，由于放大晶體的發(fā)熱而產(chǎn)生自聚焦，很難高效率的利用泵浦光，并輸出高光束質(zhì)量的大能量脈沖。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種全固態(tài)皮秒激光再生放大器，能夠補償晶體的熱效應，從而使再生放大器對熱效應不靈敏，且能夠輸出高能量、高質(zhì)量的光束。

本發(fā)明提供一種全固態(tài)皮秒激光再生放大器，包括：

種子光源，用于提供水平偏振的種子光；

光學隔離系統(tǒng)，包括第一偏振選擇器件（7）、法拉第旋轉(zhuǎn)器（8）和半波片（9），被設置為使水平偏振光透過該第一光學隔離系統(tǒng)后變成垂直偏振光，其中第一偏振選擇鏡片器件（7），可透過水平偏振的光，并反射垂直偏振的光；

第二偏振選擇器件（10），可透過水平偏振的光，并反射垂直偏振的光；

電光普克爾盒（11），被設置為未加高電壓時光每穿過電光普克爾盒（11）一次、偏振方向旋轉(zhuǎn)45°，加高電壓時光每穿過電光普克爾盒（11）一次、偏振方向旋轉(zhuǎn)90°；

第一凹面反射鏡（13）和第二凹面反射鏡（16）；

激光晶體（15）；

平面鏡（14），對種子光反射、對泵浦光透射；

泵浦光源，用于發(fā)射泵浦光并將泵浦光穿過平面鏡（14）并聚焦到激光晶體（15）上；