[發(fā)明專利]通過對放大介質(zhì)進行同源泵浦來放大激光束

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610030895.2
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105826806B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍華德·約翰·貝克;詹森·羅伯特·李;本杰明·斯圖爾特·富爾福德;戴維·詹姆斯·路易斯·伯金
• 申請（專利權(quán)）人: 羅芬新納（英國）有限責任公司
• 主分類號: H01S3/0941
• 分類號: H01S3/0941
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11372
• 代理人: 劉華聯(lián),朱繪

1.一種用于放大激光束的設(shè)備，包括：

放大介質(zhì)，其具有設(shè)置有第一面的矩形截面，所述第一面具有長邊和短邊，其中，長邊沿x軸，短邊沿y軸，z軸定義為直角坐標系內(nèi)的泵浦軸；

以及泵浦模塊，所述泵浦模塊包括：

泵浦光束，所述泵浦光束為由發(fā)射器發(fā)射的源光束的合成，所述發(fā)射器排列成具有平行于所述x軸的慢軸和平行于y軸的快軸的線性陣列；

以及位于所述發(fā)射器和所述放大介質(zhì)的第一面之間的光學組件；

所述光學組件具有：

鄰近所述發(fā)射器并設(shè)置為作用于泵浦光束的快軸上的第一透鏡、慢軸上的具有設(shè)置為作用于單個源光束的各個第二透鏡的第二透鏡陣列、以及慢軸和快軸上的與所述第一透鏡和所述第二透鏡間隔且設(shè)置為作用于所述泵浦光束的第三透鏡；

其中，在所述第一面處重疊的單個源光束被成像并被調(diào)節(jié)大小以沿慢軸上的長邊來填充所述第一面，并且所述單個源光束被聚焦到尺寸小于快軸上的短邊的長度的光束上；

從而提供了對所述放大介質(zhì)的同源泵浦，并且將對沿著正交于所述泵浦光束的方向穿過所述放大介質(zhì)的激光束進行均勻放大。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一透鏡包括焦距為f_1y的快軸準直器，并且所述第三透鏡包括焦距為f₂的透鏡，組合選擇成能夠提供第一面上沿快軸的光束尺寸。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，每個所述第二透鏡包括慢軸準直器，每個所述慢軸準直器的焦距為f_1x，以利用慢軸上的第三透鏡提供M_x＝f₂/f_1x的放大倍數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其中，所述第三透鏡為球形。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一透鏡和所述第二透鏡設(shè)置為單個的光學元件。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第三透鏡設(shè)置為在所述第一面之前產(chǎn)生每條源光束的光束腰。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第三透鏡設(shè)置為將外圍的源光束以一定角度導入所述放大介質(zhì)，以在所述放大介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生全內(nèi)反射。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述發(fā)射器的線性陣列為激光二極管條。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述泵浦模塊包括多個各自提供泵浦光束的激光二極管條，每個激光二極管條包括第一透鏡，每個發(fā)射器包括第二透鏡，并且所述設(shè)備具有作用于所述泵浦光束的單個第三透鏡，其中，在所述第一面處重疊的單個源光束被成像并被調(diào)節(jié)大小，以沿慢軸上的長邊來填充所述第一面，并且所述單個源光束被聚焦到尺寸小于快軸上的短邊的長度的光束上。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述光學組件包括將源光束導向所述第三透鏡的一個或多個鏡子。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述光學組件包括將源光束導向所述第三透鏡的一個或多個偏光立方體。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，該設(shè)備具有設(shè)置在所述放大介質(zhì)的反面上的第二泵浦模塊，所述第二泵浦模塊提供第二泵浦光束，其中單個源光束在與所述第一面相對的第二面處重疊，所述單個源光束被成像并被調(diào)節(jié)大小，以沿慢軸上的長邊來填充所述第二面，并且所述單個源光束被聚焦到尺寸小于快軸上的短邊的長度的光束上，從而提供了對所述放大介質(zhì)的同源泵浦，并且將對沿著正交于所述泵浦光束的方向穿過所述放大介質(zhì)的激光束均勻放大。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，至少一個所述泵浦光束的傳播軸為相對于所述z軸的離軸。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述放大介質(zhì)為單晶體板。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述放大介質(zhì)為玻璃。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述放大介質(zhì)為陶瓷。

17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述單晶體板形成為夾層結(jié)構(gòu)，所述夾層結(jié)構(gòu)為兩個非摻雜介質(zhì)之間設(shè)置有摻雜介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。