[發明專利]一種新型激光放大器

有效

• 申請號: 201410776084.8
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104505704B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 樊仲維;肖紅;趙天卓;黃科
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: H01S3/16
• 分類號: H01S3/16;H01S3/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及全固態激光技術領域，具體公開一種新型激光放大器。本發明的新型激光放大器，包括：沿光路布置的光學棱鏡2、激光工作物質1和光學棱鏡3；其中，所述激光工作物質1為管型棒狀晶體，所述管型棒狀晶體的兩端向內或向外加工倒角，所述管型棒狀晶體的截面呈梯形；激光工作物質1各個面均精確拋光；光學棱鏡2和光學棱鏡3相同。本發明與傳統棒狀工作物質相比，由于有效的減小了內部熱致折射率梯度，因此熱致折射率梯度減小很多，光束通過晶體不同位置時經歷光學長度差異減小，可以有效減弱光束產生的波前畸變；制作簡單且成本低廉，容易滿足對加工工藝的精度要求。

技術領域

本發明涉及全固態激光技術領域，特別涉及一種新型激光放大器。

背景技術

高平均功率高光束質量激光器在工業、醫療、國防、科研等領域有著廣泛的應用。然而在所有的固體激光器系統中，激光介質吸收的抽運光中有一部分轉變成熱能沉積在介質內部；同時，激光介質受到外界的冷卻，使得激光介質內部形成非均勻的溫度場分布，溫度分布的不均勻，進而在介質內形成熱應變和熱應力分布，熱應力導致介質的折射率發生變化將引起熱致雙折射效應。

在很多激光系統中，要求激光的偏振態為線偏振光。因此，熱致雙折射將降低激光輸出功率，劣化光束質量，限制激光重復頻率的提高。激光介質熱效應問題限制激光輸出功率并影響輸出的光束質量。并且，隨著抽運功率的增大，激光增益介質較差的熱性能對整個裝置的性能的影響越顯突出。

傳統的棒狀工作物質熱梯度大、散熱效果差、光束質量差；而板條工作物質雖然能有效減小熱效應問題，但其對于制造工藝的要求極高，很難達到要求的精度。

如申請號為200810222337.1減小溫度梯度的工作物質，其中圓棒狀工作物質表面的薄膜層將工作物質與冷卻液體隔開，起到緩沖溫度變化的作用。但其缺點在于，晶體棒散熱差、棒中心儲能大、徑向溫度梯度大，不能獲得高功率高光束質量的激光輸出。

發明內容

本發明旨在克服現有激光放大器技術的缺陷，容易滿足對加工工藝的精度要求，提高能量輸出，提供一種新型激光放大器。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種新型激光放大器，包括：沿光路布置的光學棱鏡2、激光工作物質1和光學棱鏡3，激光工作物質1外的石英玻璃管9以及用于泵浦的激光二極管疊陣10；其中，所述激光工作物質1為管型棒狀晶體，所述管型棒狀晶體的兩端向內或向外加工倒角，所述管型棒狀晶體的截面呈梯形；激光工作物質1各個面均精確拋光；光學棱鏡2和光學棱鏡3相同。

一些實施例中，所述光學棱鏡2、光學棱鏡3為圓柱體切除椎體后的形狀。

一些實施例中，所述光學棱鏡2、光學棱鏡3為圓錐體。

一些實施例中，所述激光工作物質1、光學棱鏡2和光學棱鏡3具有圓錐面，所述圓錐面用于調節激光方向。

一些實施例中，所述光學棱鏡2和光學棱鏡3相對于所述激光工作物質1對稱布置；工作時，激光束從所述光學棱鏡2輸入所述激光工作物質1，沿“之”字形路徑全反射前行，經激光工作物質1的端面6輸出，進入所述光學棱鏡3，最終從所述光學棱鏡3輸出。

一些實施例中，所述激光工作物質1的材料為Nd：YAG、Nd：YVO₄、Yb：YAG、Nd：YLF、Nd：Gd：VO₄、釹玻璃或鉺玻璃。

一些實施例中，所述激光工作物質1長度為38-150mm，壁厚為2-10mm。

一些實施例中，所述激光工作物質1的內部和/或外部具有冷卻水路。