CN107134709A - 激光放大器 - Google Patents
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Abstract
激光放大器，包括柱形腔体，和位于腔体内的多个氙灯，所述氙灯灯管在柱形腔体轴向截面上围绕腔体轴线成对称分布，所述腔体轴线上设置有贯穿轴线的激光介质体；所述腔体内壁面由位于腔体两侧的端面反射面和位于腔体侧面的侧面反射面组成，所述侧面反射面由多组侧面反射器连接形成，每一侧面反射器由两个相同的柱形椭圆面反射器组成，所述椭圆面反射器的焦线与腔体轴线重合，所述氙灯安装在同一侧面反射器的两个柱形椭圆面反射器交线上。本发明采用多组氙灯反射面组合围绕激光介质体，使得激光介质体能全方位激发，便于充分利用氙灯光增加放大倍数；椭圆形反射面能使氙灯发光被反射集中在激光介质体上，提高了光源利用效率。
Description
技术领域
本发明属于激光技术领域，涉及一种激光放大器。
背景技术
普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需要给光源装上一定的聚光装置，如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜，使辐射光汇集起来向一个方向射出；激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，使得激光具备极高的能量密度，从而使得其得到了广泛的运用。激光发生器是用于产生激光的设备，各种激光发生器的基本工作原理均相同。产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大于损耗，所以装置中必不可少的组成部分有激励源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。目前大型激光装置的预放大级部分及小型激光器要求光路紧凑，要求激光通过放大器后的放大效率越来越高。
发明内容
为开发出一种大功率，高倍数的放大器，本发明公开了一种激光放大器。
本发明所述激光放大器，包括柱形腔体，和位于腔体内的多个氙灯，所述氙灯灯管在柱形腔体轴向截面上围绕腔体轴线成对称分布，所述腔体轴线上设置有贯穿轴线的激光介质体；
所述腔体内壁面由位于腔体两侧的端面反射面和位于腔体侧面的侧面反射面组成，所述侧面反射面由多组侧面反射器连接形成，每一侧面反射器由两个相同的柱形椭圆面反射器组成，所述椭圆面反射器的焦线与腔体轴线重合，所述氙灯安装在同一侧面反射器的两个柱形椭圆面反射器交线上。
优选的，所述端面反射面为内壁抛光的不锈钢材质。
优选的，所述反射面上镀金，金层上涂覆有保护层。
优选的，所述腔体上还开设有一对水嘴。
优选的，所述氙灯的数量为4或6个。
优选的，所述激光介质体为钕玻璃。
采用本发明所述激光放大器，具备如下优越性：
一.采用多组氙灯反射面组合围绕激光介质体，使得激光介质体能全方位激发，便于产生大功率激光并增加放大倍数。
二.椭圆形反射面能使氙灯发光被反射集中在激光介质体上，提高了光源利用效率，激光介质体全向均匀激发，激发更加彻底。
三.采用密闭腔体结构，将激光介质体与氙灯集簇安装在腔体内，结构紧凑，便于供电和冷却，占地面积小。
附图说明
图1为本发明所述激光放大器的一种具体实施方式正视剖视示意图，图2为本发明所述高倍激光放大器腔体的一种具体实施方式轴向剖面示意图，图中附图标记名称为1-氙灯，2-激光介质体，3-侧面反射面，4-端面反射面，5-进水口，6-出水口，7-椭圆面反射镜，8-腔体。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明所述激光放大器，包括柱形腔体8，和位于腔体内的多个氙灯1，所述氙灯灯管在柱形腔体轴向截面上围绕腔体轴线成对称分布，所述腔体轴线上设置有贯穿轴线的激光介质体2；
所述腔体内壁面由位于腔体两侧的端面反射面4和位于腔体侧面的侧面反射面3组成，所述侧面反射面由多组侧面反射镜连接形成，每一侧面反射镜由两个相同的柱形椭圆面反射镜组成，所述椭圆面反射镜的焦线与腔体轴线重合，所述氙灯安装在同一侧面反射镜的两个柱形椭圆面反射镜交线上。
如图2所示，将氙灯布置在两条椭圆面反射镜的交线上，这样的布置可以将氙灯的泵浦光充分均匀地反射到设置在腔体中央的激光介质体上，以产生高的放大倍率。在腔体两端的端面也设置有反射面，可以采用内壁抛光的不锈钢材质，以提高端面机械强度。椭圆面反射镜7的焦线与腔体轴线重合，焦线即柱形椭圆面焦点集合形成的线段，激光介质体2设置在椭圆反射面焦线上，而氙灯1又设置在椭圆形反射面的交汇处，可以使得氙灯发光可以藉由任意一个椭圆形反射面反射至焦线上即激光介质体上，使得激光介质体受到氙灯光照及反射光照最强，实现高倍放大。圆柱形氙灯位于椭圆形反射面的交汇处，可以将各个方向的氙灯光充分利用全都指向激光介质，提高氙灯能量的利用率；氙灯围绕激光介质体均匀分布在腔体截面上，可以设置4组或6组氙灯。各个反射面，包括端面反射面和椭圆形反射面的表面粗糙度最好控制在0.4μm以下，同时反射面上光亮镀金以提高反射率，金层上可以再覆盖一层保护膜，保护膜一般采用二氧化硅，保护膜的作用是避免镀金层与氧气接触而氧化，延长反射器的使用寿命。激光介质体可以采用钕玻璃材料，钕离子能够吸收氙灯光波，反复激励提高激光产生功率。
正常工作时，腔体内充满流动水以带出氙灯产生的热量进行冷却，图1所示的具体实施方式中，腔体上方设置有进水口5，下方设置有出水口6，从而实现水循环制冷。
采用本发明所述激光发生器，具备如下优越性：
一.采用多组氙灯反射面组合围绕激光介质体，使得激光介质体能全方位激发，便于产生大功率激光并增加放大倍数。
二.椭圆形反射面能使氙灯发光被反射集中在激光介质体上，提高了光源利用效率，激光介质体全向均匀激发，激发更加彻底。
三.采用密闭腔体结构，将激光介质体与氙灯集簇安装在腔体内，结构紧凑，便于供电和冷却，占地面积小。
前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.激光放大器，其特征在于，包括柱形腔体，和位于腔体内的多个氙灯，所述氙灯灯管在柱形腔体轴向截面上围绕腔体轴线成对称分布，所述腔体轴线上设置有贯穿轴线的激光介质体；
所述腔体内壁面由位于腔体两侧的端面反射面和位于腔体侧面的侧面反射面组成，所述侧面反射面由多组侧面反射器连接形成，每一侧面反射镜由两个相同的柱形椭圆面反射器组成，所述椭圆面反射镜的焦线与腔体轴线重合，所述氙灯安装在同一侧面反射器的两个柱形椭圆面反射镜交线上。
2.如权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述端面反射面为内壁抛光的不锈钢材质。
3.如权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述反射面上镀金，金层上涂覆有保护层。
4.如权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述腔体上还开设有一对水嘴。
5.如权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述氙灯的数量为4或6个。
6.如权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述激光介质体为钕玻璃。
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