[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

本發明公開了一種基于偏振合成激光增益的激光放大器，所述激光放大器包括：泵浦源、聚焦耦合鏡組、全反鏡、偏振激光介質、半波片、45度法拉第旋轉器和偏振片，其中：所述泵浦源、聚焦耦合鏡組、全反鏡、偏振激光介質、半波片、45度法拉第旋轉器和偏振片依次光學同軸排列；所述偏振激光介質和半波片組成偏振合成增益控制功能模塊，通過旋轉所述半波片來控制所述激光放大器的合成激光增益。本發明方案能夠在放大器注入能量一定的條件下，即激光系統熱效應不變的前提下，放大器本身實現增益控制，達到改變放大器輸出能量大小的技術效果。

技術領域

本發明涉及激光器技術領域，具體涉及一種基于偏振合成激光增益的激光放大器。

背景技術

在許多應用場景下，需要使用高質量激光束，即單橫模、單縱模激光束，但工作在單模情況下的激光器，由于其腔損耗大，模體積小，其輸出功率或能量通常會受到限制。為了提高功率或能量，就需要使用激光放大器。

激光放大器是指利用光的受激輻射進行光的能量(功率)放大的器件。通過采用激光放大器，可以在獲得較高的激光能量或功率時還能夠保持激光的質量(包括脈寬、線寬、偏振特性等)。

目前激光放大器輸出功率的調節主要是通過改變泵浦功率來實現的，但這種方法在激光系統中會引起熱透鏡效應的變化，進而造成激光輸出能量和光束質量的改變。因此在成熟的激光系統中，都是通過控制種子激光能量的大小，來改變最終輸出激光的能量或功率，另外，在該系統中激光放大器都是基于定泵浦功率實現的。但這種改變種子激光能量大小，激光放大器定泵浦功率的模式存在一些問題：種子激光在整個激光器系統中造價很高，為實現激光系統能量可變，需要在種子激光輸出端插入偏振器件控制入射端激光放大器的能量，造成資源上的種子激光輸出參數的浪費。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明提出了一種基于偏振合成激光增益的激光放大器。

本發明提出一種基于偏振合成激光增益的激光放大器，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。

可選地，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。

可選地，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。

可選地，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。

可選地，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。