[實用新型]一種離軸八程激光放大裝置

有效

• 申請號: 201720876131.5
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN207234148U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（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權代理有限公司51214
• 代理人: 韓雪

技術領域

本實用新型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的控制和諧振器反饋實現多程放大，第二類是通過幾何光學方法，使得放大后的激光經過反射或散射元件等多次經過放大器。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的放大程數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過多程放大后，輸出激光脈沖時間波形會出現多個脈沖尖峰，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，增加了整個系統的復雜度和可靠性；文獻“ML Spaeth,KR Manes and et.al.Description of the NIF Laser，Fusion Science andTechnology,2016”中第31頁公開了一種基于第一類方法實現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。

實用新型內容

針對上述現有技術中存在的問題，本實用新型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，解決了傳統激光放大器能量利用率較低的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

本實用新型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，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/垂直偏振光經過所述組合后偏振態不改變，但反射回來的反向激光經過所述組合后偏振態旋轉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/垂直偏振光經過所述組合后偏振態旋轉90°，但反射回來的反向激光經過所述組合后偏振態不改變。

進一步，所述空間濾波器由兩塊透鏡、密封管、小孔板組成。兩塊透鏡是共焦的，且分別位于密封管的兩端，小孔板位于兩塊透鏡共焦的焦平面上。

進一步，所述第一空間濾波器中小孔板上的小孔數量為4，小孔大小相同；所述第二空間濾波器中小孔板上的小孔數量為4，小孔大小相同；所述第三空間濾波器中小孔板上的小孔數量為1。

進一步，所述第一空間濾波器中的4個小孔與所述第二空間濾波器中的4 個小孔滿足共軛成像關系，所述第三空間濾波器中小孔與激光第一次經過第一空間濾波器的小孔滿足共軛成像關系。

進一步，所述空間濾波器中的小孔尺寸和小孔之間的間隔是根據實際情況進行合理設計。

進一步，所述第一0°反射鏡、第二0°反射鏡、第三0°反射鏡與激光放大頭中心滿足共軛成像關系。

本實用新型的有益效果如下：

1、本實用新型中公開了一種八程激光放大器裝置，激光經過該裝置后實現八次能量提取，可以極大提高激光放大器裝置的能量利用率。