[發明專利]一種再生放大器

有效

• 申請號: 201810489827.1
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108683062B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 華仁忠
• 申請（專利權）人: 武漢華日精密激光股份有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/10;H01S3/102;H01S3/106
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 胡建文

本發明涉及激光技術領域，提供了一種再生放大器，包括泵浦組件以及再生放大腔，再生放大腔內設有增益介質、空心光纖組件以及聲光開關；空心光纖組件，用于延長所述再生放大腔內的總光程并供種子光于其內傳導；泵浦組件，用于為所述增益介質提供能量；增益介質，用于儲存所述泵浦組件提供的能量并供所述種子光提?。宦暪忾_關，用于將種子光注入到所述再生放大腔內并將提取了增益介質中能量的種子光導出再生放大腔外。本發明通過采用空心光纖組件來延長再生放大腔內的總光程，使得激光脈沖在腔內傳輸一周所需的時間在50ns以上，便于聲光開關有足夠的效率和響應時間開關一個光束直徑為0.3mm以上的激光脈沖，降低了聲光開關的要求，節省了成本，便于維護。

技術領域

本發明涉及激光技術領域，具體為一種再生放大器。

背景技術

脈沖能量為幾十μJ(微焦耳)到mJ(豪焦耳)、重復頻率為幾十kHz(千赫茲)到幾MHz(兆赫茲)、脈沖寬度為皮秒到幾納秒的高功率脈沖激光能滿足對許多材料的精細加工需求，可被廣泛應用于激光切割、雕刻、劃線以及打標等領域。皮秒激光還可應用于脆性材料的精細加工。由于由增益開關或鎖模激光器直接產生的脈沖(脈寬為1納秒或更短的情況)能量一般都較低，不能直接用于激光加工。

再生放大技術可用來放大產生于上述振蕩器的光脈沖，從而獲得性能優良、能量達幾十μJ(微焦耳)到mJ(豪焦耳)的激光脈沖。再生放大器通過主動開關控制激光種子信號的注入和導出，同時對再生腔的損耗進行控制。工作過程主要包括泵浦、種子光的注入、種子光的多次放大和被放大種子光的導出四個階段。在泵浦階段，由于聲光調制器處于高衍射狀態，再生腔處于高損耗狀態，再生腔內沒有或者只有很弱的激光振蕩，腔內的增益介質得到持續的泵浦并產生粒子數反轉，能量被儲存在增益介質中。種子光的注入由電光或聲光開關完成。種子光注入后，再生腔即進入低損耗狀態，種子光在再生腔內多次通過增益介質并提取能量、得到放大。當被放大脈沖在腔內達到能量最大值時，再生腔又反轉為高損耗狀態，被放大的光脈沖由光開關導出到再生放大器光腔外。

傳統的再生放大器通常使用普克爾盒(Pockel cell)或布拉格盒(Bragg cell)作為把種子光注入和導出放大腔的光開關。由于傳統再生放大腔的腔長一般只有1到2米長，光脈沖在腔內來回一次的時間僅僅為10納秒左右，所以光開關的開、關和激光脈沖的注入和導出過程也必須短于10納秒。普克爾盒能滿足上述要求，但普克爾盒和普克爾盒驅動器的造價高，且器件一般工作在幾千伏的高電壓，這對可靠性和工業應用來說是一個很大的不利因素。布拉格盒及其驅動器價格較低，但布拉格盒利用聲光效應作為關光，超聲波在聲光晶體中的傳播速度約為6公里/小時，開關時間和光束直徑的關系約為160ns/mm，所以布拉格盒一般只能用于細光束(例如光束直徑為50μm)的再生放大。因為聲光晶體的損傷閾值有限，細光束限制了以布拉格盒為開關元件的再生放大器能產生的最高脈沖能量。另外，布拉格盒也是聲光調制器家族中調光和維護不便的一類器件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種再生放大器，通過采用空心光纖組件來延長再生放大腔內的總光程，使得激光脈沖在腔內傳輸一周所需的時間在50ns以上，便于聲光開關有足夠的效率和響應時間來開關一個光束直徑為0.3mm以上的激光脈沖，降低了聲光開關的要求，節省了成本，便于維護。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：一種再生放大器，包括泵浦組件以及再生放大腔，所述再生放大腔內設有增益介質、空心光纖組件以及聲光開關；

所述空心光纖組件，用于延長所述再生放大腔內的總光程并供種子光于其內傳導；

所述泵浦組件，用于為所述增益介質提供能量；

所述增益介質，用于儲存所述泵浦組件提供的能量并供所述種子光提??；

所述聲光開關，用于將種子光注入到所述再生放大腔內并將提取了所述增益介質中能量的種子光導出所述再生放大腔外。