[發明專利]一種基于偏振合成激光增益的激光放大器

有效

• 申請號: 201810830987.8
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108988117B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 王超;李述濤;于永吉;陳薪羽;吳春婷;董淵;王子健;金玉石;趙璐;金光勇
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10
• 代理公司: 11519 北京智信四方知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉真

1.一種基于偏振合成激光增益的激光放大器，其特征在于，所述激光放大器包括：泵浦源(1)、聚焦耦合鏡組(2)、全反鏡(3)、偏振激光介質(4)、半波片(5)、45度法拉第旋轉器(6)和偏振片(7)，其中：

所述泵浦源(1)、聚焦耦合鏡組(2)、全反鏡(3)、偏振激光介質(4)、半波片(5)、45度法拉第旋轉器(6)和偏振片(7)依次光學同軸排列；

所述泵浦源(1)產生的泵浦光首先經過所述聚焦耦合鏡組(2)的匯聚，再經過所述全反鏡(3)，最后被所述偏振激光介質(4)吸收，使偏振激光介質粒子向激光上能級躍遷，形成粒子數反轉；

種子激光沿泵浦光反向方向輸入所述偏振片(7)后形成線偏振光，所述線偏振光依次進入所述45度法拉第旋轉器(6)、半波片(5)和偏振激光介質(4)，當所述線偏振光經過形成粒子數反轉的所述偏振激光介質(4)之后，所述線偏振光被放大，在所述全反鏡(3)的作用之下，放大的線偏振光依次經過所述偏振激光介質(4)、半波片(5)和45度法拉第旋轉器(6)，最后經所述偏振片(7)反射輸出；

所述偏振激光介質(4)和半波片(5)組成偏振合成增益控制功能模塊，通過旋轉所述半波片(5)來控制所述激光放大器的合成激光增益；

當需要改變所述激光放大器輸出的能量和功率時，通過改變半波片(5)光軸與種子激光經45度法拉第旋轉器(6)后激光出射偏振方向的夾角來實現。

2.根據權利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述泵浦源(1)為直接輸出的半導體激光器，波長對應于所述偏振激光介質(4)的吸收峰；

所述聚焦耦合鏡組(2)由兩個正交放置的柱面鏡和一個凸透鏡組成，所述柱面鏡一面為平面，另一面為凸面，且所述柱面鏡的平面與泵浦源(1)相對。

3.根據權利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述泵浦源(1)為光纖耦合輸出的半導體激光器，波長對應于所述偏振激光介質(4)的吸收峰；

所述聚焦耦合鏡組(2)由兩個平凸透鏡組成，并且凸面相對。

4.根據權利要求1-3任一所述的激光放大器，其特征在于，所述全反鏡(3)為平面鏡、凹面鏡和凸面鏡中的一種，朝向所述偏振激光介質(4)的一側鍍有激光高反膜。

5.根據權利要求4所述的激光放大器，其特征在于，當所述偏振激光介質(4)熱效應小于第一預設閾值時，經過所述偏振激光介質(4)的光線為平行光，所述全反鏡(3)為平面鏡；當所述偏振激光介質(4)熱效應大于第二預設閾值時，所述全反鏡(3)的入射光線和反射光線重合，所述全反鏡(3)為凹面鏡或者凸面鏡，且其凹面或凸面朝向所述偏振激光介質(4)。

6.根據權利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述偏振激光介質(4)為具有偏振性質的激光介質，且具有晶體光軸。

7.根據權利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述半波片(5)為偏振器件，由單軸晶體制成，通光面平行于所述偏振激光介質(4)的光軸，通光方向垂直于所述偏振激光介質(4)的光軸。

8.根據權利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述45度法拉第旋轉器(6)為利用法拉第磁光效應的旋轉器。

9.根據權利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述偏振片(7)表面鍍有P光高透膜和S光高反膜，以與光軸呈布儒斯特角或者45度角放置。