[發(fā)明專利]一種離軸八程激光放大裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710589818.5
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107196182B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 謝旭東;姚軻;高松;唐軍;范琛;陳遠斌;陳林;劉勇;劉建國;盧振華;王琳;鄭奎興;粟敬欽;胡東霞;朱啟華;鄭萬國
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/106
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權代理有限公司 51214
• 代理人: 韓雪

本發(fā)明公開了一種離軸八程激光放大裝置，由偏振分光棱鏡、二分之一波片、45°法拉第旋光器、電光開關、空間濾波器、激光放大頭、0°反射鏡和45°反射鏡組成。待放大的脈沖激光注入到所述的離軸八程激光放大器裝置，在所述的偏振分光棱鏡、二分之一波片、45°法拉第旋光器、電光開關和反射鏡的控制下，八次經(jīng)過激光放大器實現(xiàn)八程放大，同時在空間濾波器和反射器件的控制下實現(xiàn)激光的離軸放大。本發(fā)明在不影響輸出脈沖信噪比的條件下，明顯提高激光放大器的能量提取效率，提升激光放大器的能量穩(wěn)定性，在高功率激光器裝置中具有重要應用。

技術領域

本發(fā)明涉及激光器技術領域，具體而言，涉及一種離軸八程激光放大裝置。

背景技術

大功率固體激光器在材料加工、粒子加速、強X射線產(chǎn)生和激光慣性約束聚變等領域具有非常廣泛的應用，激光放大器作為其中的重要組成部分備受關注。由于激光材料本身特性，激光單次通過具有增益的激光材料時，大部分能量都以熱和自發(fā)輻射方式損耗掉了，能量提取效率很低，嚴重影響整個裝置的能量效率。為此，學者們研究讓激光多次通過激光材料，即多程放大，來實現(xiàn)能量的充分提取。目前的多程激光放大方法主要可以分為兩類，第一類是通過偏振態(tài)的控制和諧振器反饋實現(xiàn)多程放大，第二類是通過幾何光學方法，使得放大后的激光經(jīng)過反射或散射元件等多次經(jīng)過放大器。第二類方法簡單、能量利用率高，但多次放大后激光光束質量不好，難以滿足要求。因此如果對光束質量有非常高要求的激光器裝置，一般都采用第一類方法。專利CN201010152454.2中公開了一種基于第一類方法實現(xiàn)的放大程數(shù)可控的激光多程放大裝置，能量提取效率可以做到很高，理論可以達到100％，但由于是同軸放大，加上偏振元件的消光比極限限制，當一個單脈沖激光經(jīng)過多程放大后，輸出激光脈沖時間波形會出現(xiàn)多個脈沖尖峰，影響激光脈沖的信噪比，若要不影響使用則需要加一個電光開關進行削波，增加了整個系統(tǒng)的復雜度和可靠性；文獻“MLSpaeth,KR?Manes?and?et.al.Description?of?the?NIF?Laser，F(xiàn)usion?Science?andTechnology,2016”中第31頁公開了一種基于第一類方法實現(xiàn)的四程離軸激光放大器裝置和方法，通過該方法，激光放大器的能量利用率得到了提高，輸出激光信噪比高，但效率仍然50％。

因此有必要研究如何進一步提高激光放大器的能量利用率，同時輸出激光脈沖信噪比高的激光放大器。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種離軸八程激光放大裝置，在保證輸出激光的信噪比情況下，解決了傳統(tǒng)激光放大器能量利用率較低的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

本發(fā)明公開了一種離軸八程激光放大裝置，沿著激光傳播方向依次由第一偏振分光棱鏡(1)、二分之一波片(2)、第一45°法拉第旋光器(3)、第二偏振分光棱鏡(4)、電光開關(5)、第三偏振分光棱鏡(6)、第一空間濾波器(7)、激光放大頭(8)、第二45°法拉第旋光器(9)、第二空間濾波器(10)、第一0°反射鏡(11)、第一45°反射鏡(12)、第二0°反射鏡(13)、第三0°反射鏡(14)、第二45°反射鏡(15)和第三空間濾波器(16)組成。所述偏振分光棱鏡、二分之一波片、45°法拉第旋光器、偏振分光棱鏡、電光開關控制激光的偏振態(tài)，所述反射鏡控制激光傳播方向，所述空間濾波器控制激光的離軸量、改善激光光束質量并抑制自激。

進一步，所述電光開關5的工作電壓為激光波長對應的二分之一波電壓。

進一步，所述二分之一波片(2)和第一45°法拉第旋光器(3)的組合使沿正向傳播的水平/垂直偏振光經(jīng)過所述組合后偏振態(tài)不改變，但反射回來的反向激光經(jīng)過所述組合后偏振態(tài)旋轉90°。

進一步，所述二分之一波片(2)和第一45°法拉第旋光器(3)的組合使正向傳播的水平/垂直偏振光經(jīng)過所述組合后偏振態(tài)旋轉90°，但反射回來的反向激光經(jīng)過所述組合后偏振態(tài)不改變。