【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光器，具体涉及一种基于三维角锥的光束多程传输系统。
技术介绍
1、碟片激光器属于高端的高功率固体激光器之一，这种薄片状的结构(0.2mm～0.4mm的厚度)，采用轴向面冷却的方式，极大地降低了激光晶体的热畸变和热透镜效应，有利于获得高转换效率、高平均功率以及高光束质量的激光输出。
2、碟片激光器是高端的高功率固体激光器，其核心元器件是一种厚度较小(约200μm)的片状晶体。碟片激光器采用背向射流冷却的方式进行热管理，能有效降低激光片状晶体的热透镜效应，有利于获得高平均功率、大脉冲能量、高峰值功率激光束出。但是由于厚度较小，碟片晶体对泵浦光的吸收效率较低。为了提高吸收效率，通用做法是使用多程泵浦结构，使泵浦光在碟片晶体上往返传输，因此多程泵浦技术和光斑匀化技术是碟片激光器中的核心技术。1994年，a.giesen教授提出了多程泵浦的概念，使碟片激光器的概念得以实现。2003年，s.erhard等人提出了使用单抛物面和角锥的组合来实现泵浦光的多次传输(美国专利us6577666 b2)。2005年，s.erhard等人对已有专利技术进行了改进，实现了32次泵浦(美国专利us6891874 b2)。2008年，朱晓等人提出一种基于对称共轭双抛物面的多程泵浦方案，该方案较前述方案具有更高的稳定性(中国专利zl200810048527.6)。2020年，王海林等人提出了一种采用抛物面镜和三对角锥组合的方案，拓宽了激光通过泵浦模块的角度，可以更加方便地搭建次数更多的往返谐振腔(中国专利cn202010755251
3、上述技术方案都采用角锥作为泵浦结构中光束的折叠装置，在调节光路时，需要精细地控制角锥各反射面之间的配合，调节难度大，不利于泵浦模块的工程化，因此我们需要提供一种基于三维角锥的光束多程传输系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于三维角锥的光束多程传输系统，使用角锥代替角锥，多程泵浦单元实现了泵浦光的多次吸收，泵浦光通过旋转式传输，在碟片晶体上可形成分布均匀的泵浦光斑，有利于高质量激光输出，通过角锥对泵浦光束进行反射，只需将角锥的斜面调节至正对抛物面镜，调节难度更小，更有利于结构设计与工业化生产，以解决上述
技术介绍
中提出现有技术中采用角锥作为泵浦结构中光束的折叠装置，在调节光路时，需要精细地控制角锥各反射面之间的配合，调节难度大，不利于泵浦模块的工程化的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于三维角锥的光束多程传输系统，包括：
3、泵浦光源，用于产生准直的泵浦光；
4、多程泵浦单元，接收准直后的所述泵浦光，且所述多程泵浦单元包括：抛物面反射镜，所述抛物面反射镜设有一开孔；
5、碟片晶体单元，所述碟片晶体单元放置在所述抛物面镜的焦点处；
6、第一角锥单元；
7、第二角锥单元；
8、其中，第一角锥单元与第二角锥单元的斜面均垂直于抛物面镜的中轴线；
9、第一角锥单元与第二角锥单元的斜面正对抛物面镜的反射面；
10、在垂直于抛物面中轴线的平面上，第一角锥单元与第二角锥单元的中心与抛物面镜中心的连线存在一定夹角，该夹角与泵浦光束的直径相关；
11、所述第一角锥单元和第二角锥单元的顶点与碟片晶体单元在同一竖直平面上，即所述顶点均位于抛物面镜的焦平面上；
12、优选的，所述角锥单元的三个直角面互相垂直。
13、优选的，所述碟片晶体单元包括薄片状晶体和热沉；薄片状晶体通过焊接或键合的方式连接在热沉上；热沉一般为片状铜合金或金刚石。
14、优选的，所述泵浦光是一种提供放大的手段和工具，既可以用光作泵浦源，也可以用电作泵浦源，泵浦光是作用于工作物质的，泵浦光将低能级的粒子提升到高能级，从而实现粒子数反转，它的频率一般是(e3-e0)/h。
15、优选的，所述泵浦光可以把发光物质(原子，分子)，提升升到高能级的光，比如掺铒激光器1550nm出射光，通常用980nm或者1480nm作为泵浦光，半导体激光器通过电流来泵浦。
16、优选的，所述作为碟片晶体的泵浦源，半导体激光器的发光面及其自由空间传输路径上的截面光斑都呈高斯分布，泵浦光匀化技术就是利用合适的光学器件或系统改变泵浦光束的传输特性，从而在光路上某位置产生一个均匀的截面光斑。高斯光束匀化方法有很多，如二元光学元件、微透镜阵列、变折射率透镜、积分镜、波导匀化)等。
17、优选的，所述基于抛物面镜和角锥的多次泵浦进行泵浦光的匀化，与圆周坐标系光路结构是密切相关的，因为多次泵浦过程中准直光束沿着一个圆周旋转平移，对应的碟片晶体上各次聚焦光斑也会绕着中心旋转，所以选择的多边形匀化棒边数越多、横截面越接近圆形，则越有利于增大各次聚焦光斑的重叠面积，提高叠加泵浦光斑的均匀性。
18、优选的，所述泵浦方式利用特殊光学系统将泵浦光束多次聚焦于碟片晶体上，成倍地增加泵浦光有效吸收长度，提高吸收效率，使用厚度薄、掺杂浓度适中的碟片晶体，削弱热透镜效应，而且泵浦光接收面积大，能够提高注入泵浦功率水平，是最具优势的碟片激光器泵浦方式。
19、本专利技术的技术效果和优点：本专利技术提出的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，与现有技术相比，具有以下优点：
20、1、本专利技术通过所设计的多程泵浦单元实现了泵浦光的多次吸收，泵浦光通过旋转式传输，在碟片晶体上可形成分布均匀的泵浦光斑，有利于高质量激光输出；
21、2、本专利技术通过角锥对泵浦光束进行反射，只需将角锥的斜面调节至正对抛物面镜，调节难度更小，更有利于结构设计与工业化生产。
22、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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1.一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：所述角锥单元的三个直角面互相垂直。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：所述碟片晶体单元包括薄片状晶体和热沉；薄片状晶体通过焊接或键合的方式连接在热沉上；热沉一般为片状铜合金或金刚石。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：所述泵浦光是一种提供放大的手段和工具，既可以用光作泵浦源，也可以用电作泵浦源，泵浦光是作用于工作物质的，泵浦光将低能级的粒子提升到高能级，从而实现粒子数反转，它的频率一般是(E3-E0)/h。
5.根据权利要求4所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：所述泵浦光可以把发光物质(原子，分子)，提升升到高能级的光，比如掺铒激光器1550nm出射光，通常用980nm或者1480nm作为泵浦光，半导体激光器通过电流来泵浦。
6.根据权利要求1所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：所
7.根据权利要求1所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：所述基于抛物面镜和角锥的多次泵浦进行泵浦光的匀化，与圆周坐标系光路结构是密切相关的，因为多次泵浦过程中准直光束沿着一个圆周旋转平移，对应的碟片晶体上各次聚焦光斑也会绕着中心旋转，所以选择的多边形匀化棒边数越多、横截面越接近圆形，则越有利于增大各次聚焦光斑的重叠面积，提高叠加泵浦光斑的均匀性。
8.根据权利要求1所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：所述泵浦方式利用特殊光学系统将泵浦光束多次聚焦于碟片晶体上，成倍地增加泵浦光有效吸收长度，提高吸收效率，使用厚度薄、掺杂浓度适中的碟片晶体，削弱热透镜效应，而且泵浦光接收面积大，能够提高注入泵浦功率水平，是最具优势的碟片激光器泵浦方式。
...【技术特征摘要】
1.一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：所述角锥单元的三个直角面互相垂直。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：所述碟片晶体单元包括薄片状晶体和热沉；薄片状晶体通过焊接或键合的方式连接在热沉上；热沉一般为片状铜合金或金刚石。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：所述泵浦光是一种提供放大的手段和工具，既可以用光作泵浦源，也可以用电作泵浦源，泵浦光是作用于工作物质的，泵浦光将低能级的粒子提升到高能级，从而实现粒子数反转，它的频率一般是(e3-e0)/h。
5.根据权利要求4所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于：所述泵浦光可以把发光物质(原子，分子)，提升升到高能级的光，比如掺铒激光器1550nm出射光，通常用980nm或者1480nm作为泵浦光，半导体激光器通过电流来泵浦。
6.根据权利要求1所述的一种基于三维角锥的光束多程传输系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈涵天，郑建奎，崔索超，陈炯，
申请(专利权)人：武汉华中旷腾光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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