[發明專利]氙燈陣列型漸開拋物復合面反射腔

有效

• 申請號: 202011186257.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112366505B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 朱海東;謝興龍;胡恒春;楊慶偉;郭愛林;康俊;朱坪;孫美智;高奇;梁瀟
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/094
• 分類號: H01S3/094
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種氙燈陣列型漸開拋物復合面泵浦腔，其特征在于，包括氙燈漸開拋物復合面反射單元腔(1)、氙燈陣列側壁(2)、激光增益介質(3)和溫控冷卻(4)；所述的氙燈漸開拋物復合面反射單元腔(1)以陣列型組合均勻分布在氙燈陣列側壁(2)上，所述的溫控冷卻(4)用于對激光增益介質(3)進行恒溫恒流冷卻；

所述的氙燈漸開拋物復合面反射單元腔(1)為軸對稱柱面腔體結構，由氙燈(11)、漸開線翼面腔(12)和拋物面腔體(13)構成，所述氙燈(11)為圓柱狀，發射寬帶光譜，為激光種子光源提供泵浦光源；所述的漸開線翼面腔(12)為雙翼漸開線型反射柱面腔或者雙翼仿漸開線型反射柱面腔，所述的拋物面腔體(13)為拋物線型反射柱面腔，所述氙燈(11)中心位于拋物面腔體(13)的焦點位置，所述的漸開線翼面腔(12)和拋物面腔體(13)邊緣重合并相切，氙燈(11)輻射底部光源經漸開線翼面腔(12)漫反射后泵浦激光增益介質(3)，氙燈輻射側面同心光源經拋物面腔體(13)反射準直后沿拋物面腔體(13)的拋物線光軸方向以平行光入射泵浦激光增益介質(3)，所述的漸開線翼面腔(12)和拋物面腔體(13)內表面鍍金屬高反射膜；

當所述的激光增益介質(3)為棒狀時，所述的氙燈漸開拋物復合面反射單元腔(1)以激光增益介質(3)的中心為圓心圍繞該激光增益介質(3)構成同心圓結構，所述的溫控冷卻(4)的冷卻介質為液體，恒溫恒速流經所述的激光增益介質(3)；當所述的激光增益介質(3)為片狀并以布魯斯特角排布時，所述的氙燈漸開拋物復合面反射單元腔(1)以激光增益介質(3)為中心對稱分布于激光增益介質(3)的兩側，使氙燈(11)沿相同方向泵浦激光增益介質(3)，所述的溫控冷卻(4)的冷卻介質為氣體，恒溫恒速流經所述的激光增益介質(3)。

2.根據權利要求1所述的氙燈陣列型漸開拋物復合面泵浦腔，其特征在于，所述的氙燈漸開拋物復合面反射單元腔(1)具體構建方法如下：

1)根據所述的激光增益介質(3)的長度和氙燈數量求商取整后確定所述的氙燈漸開拋物復合面反射單元腔(1)的翼展寬度；

2)以所述氙燈(11)中心為焦點，焦點坐標(0，P/2)，構建以原點O坐標(0，0)為拋物線頂點的拋物面腔體(13)，公式如下；

x²＝2Py

設氙燈半徑為r，y＝r+P/2時，拋物線兩點之間距，即翼展寬度為P為拋物線焦點到準線的距離；

3)以所述氙燈(11)中心為圓點，構建以圓點為原點O坐標(0，0)的標準漸開線翼面腔或非標準漸開線翼線面腔，公式如下；

式中，t∈(0,π)，δ≤1，δ為修正系數；當t＝π時，雙漸開線翼面端點之間的距離為翼展寬度，數值為2πrδ，當δ＝1時，為標準漸開線翼面腔；當δ＜1時，為非標準漸開線翼面腔；

4)采用旋轉和平移相結合的方法，移動步驟3)構建的標準漸開線翼面腔或非標準漸開線翼面腔，使得漸開線翼面腔與拋物線面腔體邊緣重合并相切，即完成漸開線翼面腔和拋物線面腔體的一側在拼接點處實現光滑連續拼接；

5)以拋物線對稱軸為中心，將步驟4)中確定的曲線鏡像至另一側，去除漸開線雙面腔由于步驟4)旋轉和平移產生的重疊部分，實現漸開線翼面腔與拋物線兩側光滑連續拼接，最終完成漸開拋物復合面反射單元腔；

6)依據激光增益介質(3)的長度和形狀，在空間上實現若干漸開拋物復合面反射單元腔均勻排布，并分別調整各自漸開拋物復合面反射單元腔出射角度，使氙燈陣列出射方向均正對指向激光增益介質(3)，最終完成氙燈陣列型漸開拋物復合面反射腔腔體；

7)在氙燈陣列型漸開拋物復合面反射腔腔體表面鍍金屬高反射膜，提高泵浦寬帶光源的反射率，進一步提升泵浦光能量傳輸效率。