The invention discloses an array bar type laser amplifier, which consists of four parts: a pump source, a coupling lens group, a combined laser gain medium and a mechanical structure. The invention adopts the array small caliber rod shaped laser gain medium, avoiding the problem that the size of the laser gain medium is limited, and the number of rods can be adjusted according to the energy demand, which is flexible. The laser gain dielectric rods can absorb and amplify spontaneous emission from the horizontal side, and the thermal conductivity is higher than that of the gain medium. The vertical side faces are cooling liquid passages. This way can improve the thermal management effect. By rational design of the shape of the gain medium, the effects of spontaneous and parasitic oscillations can be reduced. The invention has the characteristics of compact system structure, simple auxiliary circulation system, good reliability and high efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种阵列式棒状激光放大器
本专利技术涉及高功率重复频率固体激光器
,具体为一种阵列式棒状激光放大器。
技术介绍
高效重频固体激光技术是高功率激光驱动器的主要技术发展方向之一。但系统中严重的热效应限制了高功率激光驱动器重复频率的进一步提升。面对系统中的热效应问题,当前重频固体激光器的解决方案主要从以下几个方面出发:1、使用激光二极管(LD)泵浦替代氙灯泵浦,减小增益介质中的热源;2、采用新型增益介质,用导热率更高的晶体代替传统的玻璃;3、采用新型散热方式,增加散热能力,如片状放大器、板条放大器等。但以上所述的措施都存在问题,如新型增益介质晶体,生长尺寸受限,故不能做成大口径的增益介质,当前主流应用的Yb:YAG晶体,专利101338453采用提拉法生长的直径约为35~50mm,文献[XuX,ZhaoZ,ZhaoG,etal.ComparisonofYb:YAGcrystalsgrownbyCZandTGTmethod[J].JournalofCrystalgrowth,2003,57(3):297-300.]中报道了采用温度梯度法生长的晶体尺寸为φ75mm×45mm,由此可见新型的激光晶体材料在高功率激光应用上的局限性。采用面冷方式的片状放大器,片式结构中横向ASE、寄生振荡严重,会导致增益分布不均匀、储能效率低等,为抑制ASE,文献[BanerjeeS,ErtelK,MasonPD,etal.DiPOLE:a10J,10Hzcryogenicgascooledmulti-slabnanosecondYb:YAGlaser.[J].OpticsExpr ...
【技术保护点】
一种阵列式棒状激光放大器,由泵浦源、耦合透镜组、激光增益介质、机械结构四部分组成,其特征在于,所述的泵浦源由两个平行且相对放置的激光二极管(1、2)构成,所述的耦合透镜组由两个平行且相对放置的耦合透镜(3、4)构成,所述的激光增益介质(8)安装在所述的机械结构(7)内,在与激光增益介质(8)侧面平行的机械结构(7)的两个相对侧面分别嵌有比入射泵浦光斑尺寸大的透光窗口(40、41),在该机械结构(7)上还分别设有进水孔(9)和出水孔(10)。所述的激光增益介质(8)是阵列式激光增益介质,由N*N根激光增益介质棒构成,同一水平方向所述的激光增益介质棒的激活离子掺杂浓度从中间分别向两侧递减,同一列激光增益介质棒的激活离子掺杂浓度相同,单根激光增益介质棒的激活离子掺杂浓度均匀,所述的激光增益介质棒互相平行,且间距相等,水平方向各激光增益介质棒之间填充有对泵浦光传输无影响但可吸收激光增益介质放大的自发辐射(ASE)同时热导率高于激光增益介质的材料,各激光增益介质棒竖直方向之间的间隙以及激光增益介质棒与机械结构(7)之间的间隙构成冷却液体通道(39),该冷却液体通道(39)分别与所述的进水孔(9) ...
【技术特征摘要】
1.一种阵列式棒状激光放大器,由泵浦源、耦合透镜组、激光增益介质、机械结构四部分组成,其特征在于,所述的泵浦源由两个平行且相对放置的激光二极管(1、2)构成,所述的耦合透镜组由两个平行且相对放置的耦合透镜(3、4)构成,所述的激光增益介质(8)安装在所述的机械结构(7)内,在与激光增益介质(8)侧面平行的机械结构(7)的两个相对侧面分别嵌有比入射泵浦光斑尺寸大的透光窗口(40、41),在该机械结构(7)上还分别设有进水孔(9)和出水孔(10)。所述的激光增益介质(8)是阵列式激光增益介质,由N*N根激光增益介质棒构成,同一水平方向所述的激光增益介质棒的激活离子掺杂浓度从中间分别向两侧递减,同一列激光增益介质棒的激活离子掺杂浓度相同,单根激光增益介质棒的激活离子掺杂浓度均匀,所述的激光增益介质棒互相平行,且间距相等,水平方向各激光增益介质棒之间填充有对泵浦光传输无影响但可吸收激光增益介质放大的自发辐射(ASE)同时热导率高于激光增益介质的材料,各激光增益介质棒竖直方向之间的间隙以及激光增益介质棒与机械结构(7)之间的间隙构成冷却液体通道(39),该冷却液体通道(39)分别与所述的进水孔...
【专利技术属性】
技术研发人员:王江峰,陈亚林,范薇,黄庭瑞,郭江涛,
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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