[實用新型]增益介質(zhì)復用的薄片混合放大激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821337202.5
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN208782224U
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸俊;于廣禮;丁建永;姚紅權(quán);楊彬;楊磊;楊潤蘭;周軍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京先進激光技術(shù)研究院
• 主分類號: H01S3/06
• 分類號: H01S3/06;G02F1/39;G02F1/09;G02B27/28
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

本實用新型提供一種增益介質(zhì)復用的薄片混合放大激光器，包括：種子激光器，用于放大器種子光的注入；所述激光束依次通過第一透鏡、第二透鏡、第一偏振片、法拉第旋光器、半波片進入再生放大器，在所述再生放大器內(nèi)振蕩放大經(jīng)過所述半波片、所述法拉第旋光器、所述第一偏振片后進入行波放大器，所述行波放大器與所述再生放大器共用薄片增益模塊。上述裝置結(jié)構(gòu)緊湊、綜合光光效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種薄片激光放大器，特別是涉及一種增益介質(zhì)復用的再生、行波混合放大激光器。

背景技術(shù)

薄片激光器是當前高平均功率激光器的重要發(fā)展方向，激光介質(zhì)的散熱特性是影響高功率激光器發(fā)展的重要因素，薄片激光器采用厚度為100-200μm的晶體作為增益介質(zhì)，其通過特殊的焊接工藝與自然界中導熱系數(shù)最高的金剛石進行焊接，從而可以高效的將晶體中的熱量傳遞到熱沉上；另外在背面冷卻技術(shù)以及端面平頂泵浦光加持下這種結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生垂直于薄片激光增益介質(zhì)表面、幾乎均勻的軸向一維熱流，因而可以減小熱透鏡效應和增益介質(zhì)中的熱沉積，使得在獲得高功率激光輸出同時,保持高效率和高光束質(zhì)量。

薄片激光放大器按照類型可以分為薄片再生放大器以及薄片行波放大器：薄片再生放大器主要通過偏振控制將信號光注入到腔內(nèi)，當激光能量達到預期值時再改變放大后激光的偏振態(tài)，然后通過偏振片導出腔外；行波放大器是將有一定能量的信號光通過脈沖傳輸控制，多次成像在晶體上，從而完成脈沖的功率放大。

對于高功率薄片激光放大器而言，可以通過再生放大或者行波放大方案獲得激光脈沖的功率放大。其中對于再生放大類型的功率放大器而言，其有著增益倍數(shù)高，放大級結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，按照結(jié)構(gòu)可以將再生放大器分為駐波再生放大器和行波再生放大器，前者在高功率運行時由于偏振器件消光比有限會引入級間反饋等問題，其將影響前端激光器的穩(wěn)定性；后者由于注入和導出的光不在一條直線上從而避免了級間反饋的問題。然而無論哪種類型的再生放大器，為了獲得高功率的激光輸出都需要較大口徑的電光晶體以降低腔內(nèi)的激光功率密度，這樣一方面對晶體生長工藝提出了較高的要求，另一方面對超高電壓的驅(qū)動器的設(shè)計也提出了很高的挑戰(zhàn)。除此之外，行波放大器可以獲得較高的功率輸出而不需要過多的光學、電學器件支持，其有著結(jié)構(gòu)構(gòu)型簡單，不會引入級間反饋等優(yōu)點，然而由于增益倍數(shù)的限制，其需要注入的信號光具有一定的能量，即行波放大之前需要一級或者多級放大器將注入脈沖進行脈沖預放大，這從一定程度上增加了整個系統(tǒng)的復雜度。

論文M,ík J,Novák O,et al.Progress in kW-class picosecondthin-disk lasers development at the HiLASE[C]//Solid State Lasers XXV:Technology and Devices.International Society for Optics and Photonics,2016,9726:972617中，提出使用駐波再生放大以及行波再生放大方案完成對脈沖的放大，為了獲得高功率的放大脈沖輸出，電光晶體的尺寸需要達到12*12mm左右，對于行波再生放大器更需要電光晶體兩級施加半波電壓，這大大增加了電學設(shè)計的難度和成本。

論文Negel J P,Voss A,Ahmed M A,et al.1.1kW average output power froma thin-disk multipass amplifier for ultrashort laser pulses[J].Opticsletters,2013,38(24):5442-5445中，提出使用將經(jīng)過預放大級放大后的脈沖進行多程行波放大，這種方案實際上可以將激光平均功率放大到千瓦量級，然而這種構(gòu)型增加了整個系統(tǒng)的復雜性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、綜合光光效率高薄片混合放大激光器。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是：

一種增益介質(zhì)復用的薄片混合放大激光器，包括：