[實用新型]一種端泵多程板條激光放大器

有效

• 申請號: 201922343224.3
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN210957265U
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 丁建永;于廣禮;肖湖福;姚紅權;馬秀華
• 申請（專利權）人: 南京先進激光技術研究院
• 主分類號: H01S3/0941
• 分類號: H01S3/0941;H01S3/042;H01S3/16;H01S3/00
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 劉菊蘭

本實用新型公開了一種端泵多程板條激光放大器，包括泵浦半導體激光器、激光整形光路、板條激光晶體、激光反射光路和熱沉；板條激光晶體兩端下方分別設有泵浦半導體激光器，板條激光晶體與泵浦半導體激光器之間設置激光整形光路，泵浦半導體激光器與激光整形光路同軸設置；板條激光晶體兩端上方分別設有激光反射光路；板條激光晶體的上下表面分別固定熱沉。本實用新型采用雙面端浦和多程放大的方式，適用于不同波長激光放大的共性MOPA技術，在提高系統效率和光束質量的基礎上，同時減小系統結構尺寸，提高可靠性，板條放大器結構簡單而且緊湊，易于裝調和集成，使得系統體積和重量減小，便于工程化和產品化。

技術領域

本實用新型涉及固體激光領域，尤其涉及一種端泵多程板條激光放大器。

背景技術

高功率大能量激光器在國防、科研、工業、醫療等領域有著廣泛應用，利用激光器進行長期科學研究已經逐漸成為解決各種工程及科學問題的重要工具。高功率大能量是激光技術的一個重要發展方向，不斷拓展研究應用的深度和廣度。主振蕩功率放大技術(MOPA)作為高功率激光器的核心技術受到眾多關注。激光放大器基于受激輻射原理，輸入激光采取單次或多次通過放大器內增益媒質的方式獲得激光能量放大。在高功率下的激光放大器必然面臨熱積累、熱畸變問題，嚴重制約激光功率和光束質量的提升。

目前，激光放大器根據增益介質的形狀可分為側泵放大、端泵放大、板條放大等技術。側泵放大和端泵放大是激光放大器中最常用的技術。端泵放大為泵浦方向和入射激光傳播方向相同，具備泵浦均勻、光束質量好的突出優點。但是由于采用了端面泵浦，晶體的截面較小，能允許的泵浦能量有限，即激光放大功率受限制，多用在中低功率。側面泵浦放大技術的泵浦光和激光傳播方向垂直，利用晶體側面泵浦。晶體具備較大的側面積，可以加載更多的泵浦能量。但是在高功率泵浦時，晶體內熱積累容易引起熱退偏，導致系統效率下降。同時側泵模塊的光光效率偏低，需要泵浦能量會更多。而且，激光晶體和聚光腔和冷卻水接觸，晶體和聚光腔容易被污染進而影響激光功率，因此側泵放大模塊的維護性會較差。結合側泵模塊和端泵模塊的優勢，板條放大技術利用板條晶體的Zig-zag傳輸特性，實現激光增益能量的充分提取。尤其是，之字形傳播Zig-zag 板條晶體的熱效應可以相互抵消，光光轉換效率高，特別適合側面泵浦輸出大能量和端面泵浦輸出高光束質量高功率。

目前需要一款激光放大器來結合板條晶體與端面泵浦技術實現不同波長激光放大的共性MOPA技術，同時現有設備中系統結構尺寸較大，難以安裝或集成，因此需要對現有激光放大裝置進行改進。

實用新型內容

技術目的：針對現有技術中缺少一種結合板條晶體與端面泵浦技術，并適用于不同波長激光放大的共性MOPA技術的激光放大器，本實用新型公開了一種端泵多程板條激光放大器，適用于不同波長激光放大的共性MOPA技術，在提高系統效率和光束質量的基礎上，同時減小系統結構尺寸，提高可靠性。

技術方案：本實用新型公開了一種端泵多程板條激光放大器，包括泵浦半導體激光器、激光整形光路、板條激光晶體、激光反射光路和熱沉；板條激光晶體兩端下方分別設有泵浦半導體激光器，板條激光晶體與泵浦半導體激光器之間設置激光整形光路，泵浦半導體激光器與激光整形光路同軸設置；板條激光晶體兩端上方分別設有激光反射光路；板條激光晶體的上下大表面分別固定熱沉。

優選地，所述激光整形光路用于對泵浦半導體激光器發出的泵浦光束進行縮束，激光整形光路包括第一泵浦耦合透鏡和第二泵浦耦合透鏡，第一泵浦耦合透鏡和第二泵浦耦合透鏡均采用柱狀透鏡。

優選地，所述第一泵浦耦合透鏡圓柱母線方向垂直于泵浦光束快軸方向，用于對快軸方向的泵浦光束進行耦合縮束，第二泵浦耦合透鏡圓柱母線方向平行于泵浦光束快軸方向，用于對慢軸方向的泵浦光束進行耦合縮束。

優選地，所述泵浦半導體激光器為半導體激光陣列，陣列結構為傳導冷卻疊陣或者水冷垂直疊陣。