[發明專利]1342nm單頻連續光直腔放大器、放大系統及其光放大方法

在審

• 申請號: 202010177460.7
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN113394649A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 孫桂俠;凌菲彤;熊明;劉濤;王曉鵬
• 申請（專利權）人: 核工業理化工程研究院
• 主分類號: H01S3/094
• 分類號: H01S3/094;H01S3/0941;H01S3/10;H01S3/042
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 李玲

本發明公開了一種1342nm單頻連續光直腔放大器，主要包括兩個泵浦耦合器、增益介質和兩個透反鏡。泵浦耦合器夾持底座可四維調節以使得經泵浦耦合器整形匯聚后的泵浦光與經透反鏡反射的種子光在增益介質內縱向重合以放大種子光的能量。種子光經透反鏡注入增益介質，兩側的泵浦耦合器將正反兩方向的泵浦光整形匯聚后注入增益介質，種子光與兩束泵浦光在增益介質中重合，種子光能量高效放大，同時保持了種子光單縱模、窄線寬、頻率可調諧和高光束質量等特點。

技術領域

本發明涉及激光器技術領域，特別是涉及一種1342nm單頻連續光直腔放大器、放大系統及其光放大方法。

背景技術

1342nm單頻連續光因其波長連續可調諧、性能穩定和單色性好等優點，廣泛應用于光譜學、相干測量、全息、量子信息等領域。同時1342nm單頻連續光也是二次諧波倍頻出射671nm連續光的主要技術途徑。

目前市場上，出射連續可調諧的1342nm單頻連續光的固體激光器都有著能量較低，不能滿足使用需求的缺點，為了獲得較高功率的單頻連續可調諧激光器，需要對出射的可調諧的1342nm單頻連續光進行放大，使得輸出的1342nm單頻連續光滿足單頻、窄線寬、高頻率穩定度和高能量等特點。

目前，放大的方式有幾種特殊結構，例如TA錐形放大器或者光纖拉曼放大器，這些放大器適合低能量種子光放大，即將毫瓦級功率放大至瓦級水平，放大能力較低。而對于較高能量的種子光不適合。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中固體激光器出射的1342nm單頻連續光能量較低，不能滿足使用需求的技術缺陷，而提供一種1342nm單頻連續光直腔放大器，主要包括兩個泵浦耦合器、增益介質和兩個透反鏡。種子光經透反鏡注入增益介質，兩側的泵浦耦合器將正反兩方向的泵浦光整形匯聚后注入增益介質，種子光與兩束泵浦光在增益介質中重合，種子光能量高效放大。

本發明的另一個目的，一種1342nm單頻連續光直腔放大系統，包括種子激光器、透鏡組、兩個泵浦光發射器和上述1342nm單頻連續光直腔放大器。

本發明的另一個目的，是提供上述1342nm單頻連續光直腔放大系統的光放大方法。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種1342nm單頻連續光直腔放大器，包括增益介質、同光軸對稱設置在所述增益介質兩側的第一透反鏡和第二透反鏡，所述第一透反鏡和所述第二透反鏡的外側分別設有第一泵浦耦合器和第二泵浦耦合器，所述第一透反鏡反射種子光、透射所述第一泵浦耦合器發出的泵浦光并將兩者匯合，所述第二透反鏡透射所述第二泵浦耦合器發出的泵浦光，所述第一透反鏡發射的種子光、以及第一透反鏡和第二透反鏡透射的兩束泵浦光在所述增益介質內縱向重合增益放大形成放大光，所述第二透反鏡反射所述增益介質輸出的所述放大光。

在上述技術方案中，還包括底座，所述增益介質通過增益介質夾持底座設置在所述底座的中部；所述第一泵浦耦合器和所述第二泵浦耦合器分別通過泵浦耦合器夾持底座對稱設置在所述底座的兩端；所述泵浦耦合器夾持底座可四維調節以使得經所述第一泵浦耦合器和所述第二泵浦耦合器整形匯聚后的兩束泵浦光與經所述透反鏡反射的種子光在所述增益介質內縱向重合。

在上述技術方案中，所述第一泵浦耦合器和第二泵浦耦合器內設置有由自聚焦透鏡、凹鏡和聚焦透鏡組成的泵浦耦合透鏡組，所述泵浦耦合透鏡組的倍率為1:(1-5)。

在上述技術方案中，經所述第一泵浦耦合器和所述第二泵浦耦合器整形匯聚后的泵浦光的光斑大小與種子光的光斑大小比例為1：(0.8-1)。

在上述技術方案中，所述增益介質為YVO4-Nd:YVO4鍵和晶體或者YVO4-Nd:YVO4-YVO4鍵和晶體。

在上述技術方案中，所述增益介質外包覆有金屬散熱材料和水冷組件。