高能量激光放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种高能量激光放大器，包括：激光介质，其设为由两个相对的第一斜侧面、两个相对的第二斜侧面和两个相对的底面围合而成的板条结构；其中，第一斜侧面的面积大于第二斜侧面；所述激光介质包括入射面和与所述入射面相对的出射面，所述入射面和出射面为第一斜侧面；泵浦源，其所产生的泵浦光束照射至激光介质的底面上；种子激光束经所述入射面入射至所述激光介质，并由所述出射面射出，以得到放大的激光束。通过以最大的斜侧面为入射面，增大了激光介质的入射面口径，降低了激光介质表面薄膜的损伤，提高了激光器可靠性；种子激光束仍然在激光介质中以“之字形”传播，能够补偿厚度方向的热效应，使得放大激光具有较好的光束质量。好的光束质量。好的光束质量。

【技术实现步骤摘要】
高能量激光放大器


[0001]本专利技术涉及固体激光器的
，特别涉及一种高能量激光放大器。

技术介绍

[0002]由激光二极管(LD)泵浦的全固态激光器(DPL)由于其转换效率高、结构紧凑、系统稳定、使用寿命长以及维护方便等优点得到了广泛的应用。其中，基于主振荡级
‑
功率放大级(MOPA)的全固态激光器由于结合了激光振荡器与激光放大器的优势，是实现同时具备高功率和较好光束质量激光输出的一种重要方式。相比于激光放大器传统使用的棒状激光介质，板条状激光介质由于其宽度与厚度之比大，其优良的散热性能可以有效降低热透镜和热致双折射效应，在保证较好光束质量的前提下可以获得更高的能量。但是，如果入射面为厚度面(宽X厚面)，即为口径较小的侧面，入射面口径受限导致峰值能量密度比较高，损伤阈值决定了其承受的最大能量，难以实现更高能量激光输出；如果入射面为晶体的上下大表面(宽X长面)，尽管增大了通光口径，但单面泵浦和制冷带来了一系列的结构复杂和可靠性差等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种高能量激光放大器，通过以最大的斜侧面为入射面，增大了激光介质的入射面口径，降低了激光介质表面薄膜的损伤，提高了激光器可靠性；种子激光束仍然在激光介质中以“之字形”传播，能够补偿厚度方向的热效应，使得放大激光具有较好的光束质量。
[0004]本专利技术实施例提供了一种高能量激光放大器，包括：激光介质，其设为由两个相对的第一斜侧面、两个相对的第二斜侧面和两个相对的底面围合而成的板条结构；其中，第一斜侧面的面积大于第二斜侧面；所述激光介质包括入射面和与所述入射面相对的出射面，所述入射面和出射面为第一斜侧面；泵浦源，其所产生的泵浦光束照射至激光介质的底面上；种子激光束经所述入射面入射至所述激光介质，并由所述出射面射出，以得到放大的激光束。
[0005]进一步地，所述激光介质包括第一激光介质和与所述第一激光介质对称设置的第二激光介质；所述第一激光介质和第二激光介质的掺杂浓度变化方向相反；其中，掺杂浓度变化方向与种子激光束传输方向垂直；所述第一激光介质的出射面和第二激光介质的入射面互相平行；其中，种子激光束经所述第一激光介质的入射面依次入射至所述第一激光介质和第二激光介质，并由所述第二激光介质的出射面射出，以得到放大的激光束。
[0006]进一步地，高能量激光放大器还包括：冷却装置，其用于对激光介质的冷却；底面包括第一底面和第二底面，第一底面的面积大于第二底面；泵浦光束照射至激光介质的第二底面上；冷却装置与激光介质的第一底面连接固定。
[0007]进一步地，泵浦源包括第一泵浦源和第二泵浦源；第一泵浦源所产生的泵浦光束照射至激光介质的其中一个底面上，第二泵浦源所产生的泵浦光束照射至激光介质的另一
个底面上。
[0008]进一步地，泵浦源包括激光二极管阵列和光束整形器件，激光二极管阵列发出的泵浦光束经光束整形器件输出为矩形，且泵浦光束与所述激光介质的底面相适配。
[0009]进一步地，入射面和出射面镀有激光增透膜；泵浦光束照射的底面依次镀有激光增透膜和倏逝波膜；与冷却装置连接的底面依次镀有高反膜和倏逝波膜。
[0010]进一步地，激光介质的材料包括掺杂离子的晶体、玻璃或陶瓷。
[0011]进一步地，激光介质的材料包括Nd:YAG、Nd:LuAG、Nd:GGG、Nd:YLF、Nd:YAP、Nd:S
‑
FAP、Yb:YAG、Yb:GGG、Yb:YLF、Yb:YAP、Yb:S
‑
FAP晶体、红宝石、钛宝石、掺Nd离子陶瓷、掺Yb离子陶瓷、掺Nd离子玻璃或掺Yb离子玻璃。
[0012]进一步地，激光介质的入射面与第一底面夹角设置为25
‑
60度；激光介质的厚度为5
‑
8mm。
[0013]进一步地，种子激光束的入射角度为正入射的角度、布儒斯特角或预设角度；其中，预设角度为30
‑
35度。
[0014]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0015]1、本专利技术实施例提供的高能量激光放大器具有通光口径大、可泵浦能量高、散热效果好、双向热效应补偿等优点。
[0016]2、本专利技术实施例提供的高能量激光放大器增大了激光介质的口径，降低了激光介质表面薄膜的损伤，提高了激光器可靠性；种子激光束在激光介质中以“之字形”传播，能够补偿厚度方向的热效应，使得放大激光具有较好的光束质量。
[0017]3、本专利技术实施例提供的高能量激光放大器中，两块激光介质反向放置，能够补偿晶体生长导致掺杂浓度变化引起的热效应，使得放大的激光束具有较好的光束质量。
[0018]4、本专利技术实施例提供的高能量激光放大器中，泵浦光束可以通过两个大底面对激光介质进行泵浦，可提高单块激光介质的泵浦能量；同时可以对激光介质进行双面冷却，减小激光介质的热应力和光学畸变，使得高能量激光放大器具有较高的能量提取效率和较好的光束质量。
[0019]5、本专利技术实施例提供的高能量激光放大器，既能实现高光束质量的激光放大，又能实现大能量的放大激光输出；而且具有结构简单、紧凑、稳定性好等优点。
附图说明
[0020]图1是现有技术中一种板条激光放大器的结构示意图；
[0021]图2是现有技术中另一种板条激光放大器的结构示意图；
[0022]图3是根据本专利技术实施1提供的高能量激光放大器的结构示意图；
[0023]图4示意性地示出种子激光束的传输路径；
[0024]图5是根据本专利技术实施提供的激光介质的结构示意图；
[0025]图6是根据本专利技术实施2提供的高能量激光放大器的结构示意图；
[0026]图7是根据本专利技术实施3提供的高能量激光放大器的结构示意图；
[0027]图8是根据本专利技术实施4提供的高能量激光放大器的结构示意图；
[0028]附图标记：
[0029]11
‑
1：第一激光介质；11
‑
2：第二激光介质；111
‑
入射面；112
‑
出射面；113
‑
第一底
面；114
‑
第二底面；12
‑
泵浦源；13
‑
泵浦光束；14
‑
冷却装置；20
‑
种子激光源。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0031]按照激光在激光介质中传播的方式，现有的板条激光放大器可以分为两种：
[0032]第一种板条激光放大器如图1所示：板条型的增益介质1的两个端面切布儒斯特斜角，增益介本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高能量激光放大器，其特征在于，包括：激光介质，其设为由两个相对的第一斜侧面、两个相对的第二斜侧面和两个相对的底面围合而成的板条结构；其中，第一斜侧面的面积大于第二斜侧面；所述激光介质包括入射面(111)和与所述入射面(111)相对的出射面(112)，所述入射面(111)和出射面(112)为第一斜侧面；泵浦源(12)，其所产生的泵浦光束(13)照射至激光介质的底面上；种子激光束经所述入射面(111)入射至所述激光介质，并由所述出射面(112)射出，以得到放大的激光束。2.根据权利要求1所述的高能量激光放大器，其特征在于，所述激光介质包括第一激光介质(11
‑
1)和与所述第一激光介质(11
‑
1)对称设置的第二激光介质(11
‑
2)；所述第一激光介质(11
‑
1)和第二激光介质(11
‑
2)的掺杂浓度变化方向相反；其中，掺杂浓度变化方向与种子激光束传输方向垂直；所述第一激光介质(11
‑
1)的出射面(112)和第二激光介质(11
‑
2)的入射面(111)互相平行；其中，种子激光束经所述第一激光介质的入射面依次入射至所述第一激光介质和第二激光介质，并由所述第二激光介质的出射面射出，以得到放大的激光束。3.根据权利要求1所述的高能量激光放大器，其特征在于，还包括：冷却装置(14)，其用于对激光介质的冷却；底面包括第一底面(113)和第二底面(114)，第一底面的面积大于第二底面；泵浦光束(13)照射至激光介质的第二底面(114)上；冷却装置(14)与激光介质的第一底面(113)连接固定。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志敏，薄勇，张丰丰，许昌，张艺轩，彭钦军，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：