[實用新型]基于CPA技術的碟片介質高能量超短脈沖激光再生放大器

有效

• 申請號: 202220809772.X
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN216981120U
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 萬輝;牛姜維
• 申請（專利權）人: 深圳市輝宏激光科技有限公司
• 主分類號: H01S3/06
• 分類號: H01S3/06;H01S3/094;H01S3/10;H01S3/11
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 丁宇龍

本實用新型公開了基于CPA技術的碟片介質高能量超短脈沖激光再生放大器，包括：飛秒激光種子光源，用于提供飛秒種子光；啁啾布拉格光纖光柵，用于將所述飛秒種子光展寬為納秒激光脈沖；光耦合輸入輸出器，用于對納秒激光脈沖耦合輸入以及對放大處理后的納秒激光脈沖進行耦合輸出；再生放大激光腔，用于對耦合輸入的納秒激光脈沖進行再生放大處理；所述光耦合輸入輸出器包括光纖耦合準直模塊、光隔離器、第一1/2波片和薄膜偏振片；再生放大激光腔包括普克爾斯盒、第二1/2波片、第一反射模塊、第二反射模塊、第一望遠模塊、第二望遠模塊、第一碟片增益介質、第二碟片增益介質和第三反射模塊。本實用新型可實現高重頻、高脈沖能量的激光脈沖輸出。

技術領域

本實用新型涉及光學技術領域，特別涉及基于CPA技術的碟片介質高能量超短脈沖激光再生放大器。

背景技術

當前，超快激光的熱管理和色散管理的解決方案的快速發展使得新穎的系統設計能夠提供很高的平均和峰值功率以及脈沖能量。有些激光系統可將脈沖能量拓展到幾十甚至百毫焦耳。總體來說，目前主要有以下幾種實現方式：

板狀激光器，在幾十MHz重復頻率下產生了平均功率超過1kW的亞皮秒脈沖，在12.5kHz下可以產生20mJ的脈沖能量。但是，由于具有很強的非對稱熱透鏡效應，平均功率的提升往往是以光束質量惡化為代價的。

光纖激光器，在100kHz重復頻率下以mJ范圍內的輸出能量提供非常好的光束質量(M21.2)。一種多個放大器通道的相干組合允許通過使用八個通道擴展該技術，可將脈沖能量拓展到幾十毫焦。

對激光工作物質的超低溫冷卻，可在千赫茲的重復頻率實現幾十mJ的脈沖能量，但是需要以大幅降低增益帶寬為代價。并且，目前這些主流技術在實現百毫焦超短激光脈沖存在技術上的限制或系統過于復雜等缺陷。

實用新型內容

本實用新型實施例提供了一種基于CPA技術的碟片介質高能量超短脈沖激光再生放大器，旨在基于碟片增益的激光系統，在常溫下實現高重頻/高脈沖能量。

本實用新型實施例提供了一種基于CPA技術的碟片介質高能量超短脈沖激光再生放大器，包括：

飛秒激光種子光源，用于提供飛秒種子光；

啁啾布拉格光纖光柵，用于將所述飛秒種子光展寬為納秒激光脈沖；

光耦合輸入輸出器，用于對所述納秒激光脈沖進行耦合輸入以及對放大處理后的納秒激光脈沖進行耦合輸出；

再生放大激光腔，用于對耦合輸入的納秒激光脈沖進行再生放大處理；

所述光耦合輸入輸出器包括光纖耦合準直模塊、光隔離器、第一1/2波片和薄膜偏振片；

所述再生放大激光腔包括普克爾斯盒、第二1/2波片、第一反射模塊、第二反射模塊、第一望遠模塊、第二望遠模塊、第一碟片增益介質、第二碟片增益介質和第三反射模塊；其中，所述第一望遠模塊、第一碟片增益介質與第二望遠模塊、第二碟片增益介質關于所述第二反射模塊對稱分布；

飛秒種子光經過所述啁啾布拉格光纖光柵脈沖展寬成為納秒激光脈沖，以避免飛秒種子光在放大過程發生器件損傷，所述納秒激光脈沖依次經過所述光纖耦合輸入輸出器中的光纖耦合準直模塊、光隔離器和第一1/2波片，轉變為線性p偏振，并穿過所述薄膜偏振片進入所述再生放大激光腔；

納秒激光脈沖通過未加電壓的普克爾斯盒和第二1/2波片后，由線性p偏振轉變為s偏振，并經過所述第一反射模塊后進入所述第一碟片增益介質中；s偏振的飛秒種子光在第一碟片增益介質中提取能量后依次經過第一望遠模塊、第二反射模塊、第二望遠模塊后進入所述第二碟片增益介質中提取能量；