[發(fā)明專利]一種激光放大器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310348562.0
• 申請(qǐng)日: 2013-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN103414097A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭潤(rùn)伍;楊滿蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/081
• 分類號(hào): H01S3/081;H01S3/06;H01S3/16
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及激光放大裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種板條激光放大器。

背景技術(shù)

為了得到高功率的激光輸出，通常采用激光放大器對(duì)激光信號(hào)進(jìn)行放大。傳統(tǒng)的激光放大器在熱負(fù)荷條件下會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的熱透鏡效應(yīng)和熱光畸變效應(yīng)，使得光束質(zhì)量降低，并使輸出功率受到限制。目前廣泛使用的板條激光晶體，由于板條激光晶體上下兩個(gè)大表面散熱，尤其是溫度梯度發(fā)生在板條厚度方向上而光傳播方向近似與溫度梯度方向平行，可有效降低熱透鏡效應(yīng)和熱光畸變效應(yīng)的影響，所以可以獲得高功率激光輸出同時(shí)又能兼顧到光束質(zhì)量。因此，板條激光放大技術(shù)是一種獲得高功率、高光束質(zhì)量激光的重要技術(shù)。目前，這種激光放大技術(shù)一般將板條激光晶體的兩端端面切成45°角或布氏角斜面，使種子光從板條激光晶體的一端傾斜射入，在板條激光晶體的兩個(gè)側(cè)面之間發(fā)生全反射，呈鋸齒形光路傳播，最后從另一端傾斜射出。但是這種方式由于種子光與泵浦增益區(qū)交疊效率不高，導(dǎo)致激光放大器的提取效率較低，因此輸出功率仍然不高。所以，如何獲得高功率高光束質(zhì)量激光輸出的新的激光放大技術(shù)仍在不斷探索之中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、交疊效率高、提取效率高、可得到高功率、高光束質(zhì)量的激光輸出的激光放大器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種激光放大器，包括板條激光晶體，所述板條激光晶體長(zhǎng)度方向的兩端分別為第一端和第二端，所述板條激光晶體寬度方向的兩個(gè)側(cè)面為全反射面，種子光相對(duì)全反射面傾斜地從第一端射入、并從第二端射出，在所述第二端端面的一側(cè)設(shè)有用于將從第二端射出的種子光相對(duì)全反射面傾斜地反射回第二端、并從第一端射出的反射鏡組件。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述反射鏡組件包括沿板條激光晶體寬度方向呈相對(duì)狀布置的兩個(gè)種子光反射鏡。

在所述第一端和第二端各設(shè)有兩個(gè)供種子光射入或射出的傾斜切面，同一端的兩個(gè)切面分別設(shè)于該端端面與兩個(gè)全反射面的交接處，且各切面與對(duì)應(yīng)的全反射面之間的夾角β相同。

所述夾角β為5度～8度。

還包括用于對(duì)從第二端射出的種子光進(jìn)行濾波和模式匹配的濾波和模式匹配系統(tǒng)，所述濾波和模式匹配系統(tǒng)位于所述第二端端面的一側(cè)。

所述濾波和模式匹配系統(tǒng)位于從第二端射出至反射回第二端之間的種子光光路上并靠近反射回第二端的位置。

所述濾波和模式匹配系統(tǒng)包括沿種子光光路依次布置的第一種子光透鏡、濾波光闌、第二種子光透鏡。

還包括泵浦系統(tǒng)和用于對(duì)泵浦光進(jìn)行反射的泵浦光反射匹配系統(tǒng)，所述泵浦系統(tǒng)和泵浦光反射匹配系統(tǒng)分別位于板條激光晶體長(zhǎng)度方向或?qū)挾确较虻膬蓚?cè)。

所述泵浦光反射匹配系統(tǒng)包括沿泵浦光光路依次布置的泵浦光透鏡和泵浦光反射鏡。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明的激光放大器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，通過反射鏡組件使從板條激光晶體射出的種子光再次射入板條激光晶體內(nèi)，形成雙程光路傳播，增加了種子光在板條激光晶體內(nèi)的總反射次數(shù)，從而提高了種子光與泵浦增益區(qū)的交疊效率，提高了提取效率，可得到高功率、高光束質(zhì)量的激光輸出。

2、本發(fā)明的激光放大器，由于切面與對(duì)應(yīng)全反射面之間的夾角β很小，種子光以垂直于切面的方式從切面射入后，將近似垂直于全反射面在板條激光晶體內(nèi)反射，進(jìn)一步增加了種子光的反射次數(shù)，從而提高了種子光與泵浦增益區(qū)的交疊效率，提高了提取效率。

3、本發(fā)明的激光放大器，通過濾波和模式匹配系統(tǒng)，可將從板條激光晶體射出的種子光光束進(jìn)行模式匹配，并濾掉光束中的高頻分量，以保證再次射入板條激光晶體的光束質(zhì)量。

4、本發(fā)明的激光放大器，通過泵浦光反射匹配系統(tǒng)，可將泵浦光再次反射回板條激光晶體，以被充分吸收，提高激光放大器的效率和能量利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中板條激光晶體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中A向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中濾波和模式匹配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中泵浦光反射匹配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的激光光路示意圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例3中板條激光晶體的結(jié)構(gòu)示意圖。