千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器制造技术

千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器，能够有效避免晶体内部的热积累，补偿过多的热造成的热透镜效应，在多程激光放大器的光路中将板条晶体对光束质量的影响降到最小，实现光泵的均匀吸收和内部热的均衡分布，实现信号光的高效放大。这种千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器包括：皮秒脉冲光纤激光器(1)、固体再生放大器(2)、固体多程放大器(3)和复合板条放大器(4)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光的，尤其涉及一种千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器。

技术介绍

1、在过去的20年里，持续时间数十皮秒，重复频率为千赫兹级的二极管泵浦的高能量脉冲激光器，兼具高脉冲能量、较高平均功率和较高峰值功率的特点，其已经广泛应用于工业、生物医学和科学研究等领域。工业加工方面，高能量皮秒脉冲激光可以用于大部分金属和非金属材料的微加工；生物医学方面，激光医学已基本发展为一门体系完整、相对独立的学科，其诊疗范围覆盖了内科、外科、口腔科、以及皮肤科等临床多学科；超快科学方面，高能量脉冲激光是具有超快时域特性和超高脉冲能量特性的特殊光场，可以创造出了前所未有的超快时间、超高强场、超高温度和超高压力等极端物理条件，它的发展直接带动物理、化学、生物、材料与信息科学的研究进入微观超快过程领域，是用于拓展人类认知的前沿基础科学研究重要的工具之一。

2、获得更高脉冲能量、更高平均功率、更高光束质量的皮秒脉冲激光，是一项极具挑战性的课题。其关键点主要是高效能的增益提取，避免热透镜、热致应力双折射的均匀泵浦技术，高质量的新型热管理工艺等。mopa(本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器，其特征在于：其包括：皮秒脉冲光纤激光器(1)、固体再生放大器(2)、固体多程放大器(3)和复合板条放大器(4)；

2.根据权利要求1所述的千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器，其特征在于：所述复合板条放大器的增益晶体为多块YAG晶体和Nd:YAG晶体复合而成，晶体之间的接触面通过键合工艺紧密连接；复合板条的两个大面外层为Nd:YAG晶体(42)，中心夹层部分为第一YAG晶体(43)，从而形成Nd:YAG/YAG/Nd:YAG三明治结构，大面外层直接与微通道水冷热沉(45)接触，复合板条的两端为第二YAG晶体(41)...

【技术特征摘要】

1.千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器，其特征在于：其包括：皮秒脉冲光纤激光器(1)、固体再生放大器(2)、固体多程放大器(3)和复合板条放大器(4)；

2.根据权利要求1所述的千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器，其特征在于：所述复合板条放大器的增益晶体为多块yag晶体和nd:yag晶体复合而成，晶体之间的接触面通过键合工艺紧密连接；复合板条的两个大面外层为nd:yag晶体(42)，中心夹层部分为第一yag晶体(43)，从而形成nd:yag/yag/nd:yag三明治结构，大面外层直接与微通道水冷热沉(45)接触，复合板条的两端为第二yag晶体(41)，作为泵浦光和信号光的输入输出端。

3.根据权利要求2所述的千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器，其特征在于：所述nd:yag晶体的厚度为250～300μm，直接与微通道水冷热沉(45)焊接，冷却水温度恒定为25℃。

4.根据权利要求3所述的千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器，其特征在于：所述第二yag晶体由四个带弧度的切角(44)构成，复合板条的两端各切两个约45°的角后，使用晶体球磨工艺打磨出带有弧度的凹陷，曲率半径为1800～2000mm。

5.根据权利要求4所述的千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器，其特征在于：所述nd:yag晶体为钕离子梯度掺杂，掺杂浓度由中心向两端呈递减趋势，所述掺杂浓度梯度范围为0.3at％～0.1at％。

6.根据权利要求5所述的千赫兹重复频率的焦耳级高能量皮秒脉冲激光放大器，其特征在于：所述复合板条放大器的四分之一波片、薄膜偏振片、反射镜和增益晶体构成一个6程激光放大器，该6程激光放大器由激光偏振态控制和入射角度控制来实现，激光偏振态控制通过薄膜偏振片和四分之一波片实现，反射镜将入射角度控制在20～30...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平雪，杨光道，孟祥昊，毛顿，宫朝庆，赵向龙，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：