CN117080849A - 一种激光放大器和整形单元 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种激光放大器和整形单元，该放大器包括：泵浦源、整形单元、放大模组和种子源。整形单元包括匀化光纤、准直耦合器件、第一透镜。匀化光纤对泵浦光进行匀化形成匀光光束，该匀光光束的光强在水平方向和竖直方向呈平顶分布，准直耦合器件用于对匀光光束进行准直形成准直光束。另外，放大模组协同准直光束对种子光进行放大，形成放大光。由此可见，相比于现有的泵浦光整形结构而言，该激光放大器的整形组件结构简单且紧凑，极大的简化了激光放大器的结构。另外，该激光放大器中的整形单元仅包括了匀化光纤、准直耦合器件和第一透镜等调试难度较低且价格低廉的光学元器件，从而该激光放大器调试难度较低，且成本也相对更低。

Description

一种激光放大器和整形单元

技术领域

本申请涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种激光放大器和应用于该激光放大器中的整形单元。

背景技术

部分端面泵浦板条激光放大器，又称为Innoslab放大器，是由德国Fraunhofer激光技术研究所的杜克明博士于1996年提出。其中的板条晶体厚度一般只有1mm，并且板条晶体上下两个大面积表面由热沉冷却，所以板条晶体具有较强的散热能力，可以承受很高的泵浦功率。并且，Innoslab放大器采用多程放大结构，具有较好的模式匹配。基于以上优势，Innoslab放大器可以实现高功率，高光束质量，高重复频率的激光输出。

同时，在Innoslab放大器的工作过程中，泵浦光经过整形系统，以均匀的矩形光斑注入到板条晶体端面中央，水平方向充满晶体，竖直方向部分充满，这使得注射入板条晶体人泵浦光在水平方向热分布均匀，几乎没有热透镜效应，避免对种子光放大时，放大光发生畸变。

然而，现有的部分端面泵浦板条激光放大器的泵浦光整形结构较为复杂，光学器件多，结构不紧凑，调试难度大，对器件性能要求高，成本高。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种激光放大器，该激光放大器具体为部分端面泵浦板条激光放大器，方案如下：

一种激光放大器，沿着光束的传播方向依次包括：泵浦源、整形单元、放大模组；

所述泵浦源用于产生泵浦光；

沿着光束的传播方向所述整形单元依次包括：匀化光纤、准直耦合器件、第一透镜；

所述匀化光纤一端与所述泵浦源相接，另一端与所述准直耦合器件相接，用于对所述泵浦光进行匀化形成匀光光束，所述匀光光束的光强在水平方向和竖直方向呈平顶分布；所述准直耦合器件用于对所述匀光光束进行准直形成准直光束；所述水平方向平行于所述匀光光束的传播方向，所述竖直方向垂直于所述准直光束的传播方向；

所述第一透镜位于所述准直耦合器件与所述放大模组之间，用于调节所述准直光束的光斑尺寸为目标光斑尺寸；

该激光放大器还包括种子源，所述种子源用于产生种子光，并将所述种子光传输至所述放大模组中，所述放大模组协同所述准直光束对所述种子光进行放大，形成放大光。

可选的，沿着光束的传播方向所述第一透镜依次包括第一子透镜和第二子透镜，并且所述第一子透镜和所述第二子透镜共焦设置。

可选的，所述第一透镜的焦距为f1，所述准直光束的光斑尺寸为D1，所述准直光束的发散角为α；

其中，f1=D1/tan(α/2)。

可选的，所述目标光斑尺寸为D2，所述第一子透镜的焦距为f11，所述第二子透镜的焦距为f12；

其中，D2/D1=f12/f11。

可选的，所述放大模组包括板条晶体和腔镜，在光束的传播方向上所述腔镜包括依次排布的第一镜片和第二镜片，所述板条晶体位于所述第一镜片和所述第二镜片之间；

其中，所述腔镜用于实现所述种子光的多次反射，所述板条晶体用于吸收所述准直光束，并在所述种子光的多次反射过程中协同所述准直光束对所述种子光进行放大，形成放大光。

可选的，所述整形单元还包括第二透镜，所述第二透镜位于所述第一透镜与所述第一镜片之间，并且所述第二透镜为聚焦透镜，用于在所述竖直方向上对所述准直光束进行聚焦，将所述准直光束聚焦到所述板条晶体上。

可选的，所述第二透镜的焦距为f2，所述泵浦光的波长为λ，所述目标光斑尺寸为D2，在所述竖直方向上所述第二透镜的焦点尺寸为d；

其中，d=2f2×λ/D2。

可选的，所述板条晶体朝向所述第二透镜的一侧端面位于所述第二透镜的焦点处。

一种整形单元，该整形单元应用于激光放大器中，该激光放大器还包括泵浦源、种子源和放大模组，所述泵浦源、所述整形单元和所述放大模组沿着光束的传播方向依次排布，所述泵浦源用于产生泵浦光，所述种子源用于产生种子光，并将所述种子光传输至所述放大模组；该整形单元包括：沿着光束的传播方向依次排布的匀化光纤、准直耦合器件、第一透镜；

所述匀化光纤一端与所述泵浦源相接，另一端与所述准直耦合器件相接，用于对所述泵浦光进行匀化形成匀光光束，所述匀光光束的光强在水平方向和竖直方向呈平顶分布；所述准直耦合器件用于对所述匀光光束进行准直形成准直光束；所述水平方向平行于所述匀光光束的传播方向，所述竖直方向垂直于所述准直光束的传播方向；

所述第一透镜位于所述准直耦合器件与所述放大模组之间，用于调节所述准直光束的光斑尺寸为目标光斑尺寸，所述放大模组协同所述准直光束对所述种子光进行放大，形成放大光。

可选的，所述放大模组包括板条晶体和腔镜，在光束的传播方向上所述腔镜包括依次排布的第一镜片和第二镜片，所述板条晶体位于所述第一镜片和所述第二镜片之间；所述整形单元还包括第二透镜，所述第二透镜位于所述第一透镜与所述第一镜片之间，并且所述第二透镜为聚焦透镜，用于在所述竖直方向上对所述准直光束进行聚焦，将所述准直光束聚焦到所述板条晶体上。

相比于现有技术，本申请技术方案的有益效果为：

本申请提供的激光放大器包括：沿着光束的传播方向依次排布的泵浦源、整形单元、放大模组，该激光放大器还包括种子源，泵浦源用于产生泵浦光，种子源用于产生种子光，并将种子光传输至所述放大模组中。沿着光束的传播方向整形单元依次包括：匀化光纤、准直耦合器件、第一透镜。匀化光纤一端与所述泵浦源相接，另一端与所述准直耦合器件相接，用于对泵浦光进行匀化形成匀光光束，该匀光光束的光强在水平方向和竖直方向呈平顶分布，准直耦合器件用于对匀光光束进行准直形成准直光束。其中，所述水平方向平行于所述匀光光束的传播方向，所述竖直方向垂直于所述准直光束的传播方向。另外，放大模组协同准直光束对种子光进行放大，形成放大光。由此可见，本申请提供的激光放大器中的整形单元包括匀化光纤、准直耦合器件和第一透镜，相比于现有的泵浦光整形结构而言，本申请提供的激光放大器的整形组件结构简单且紧凑，极大的简化了激光放大器中的整形结构，进而简化了激光放大器的结构。另外，该激光放大器中的整形单元仅包括了匀化光纤、准直耦合器件和第一透镜等调试难度较低且价格低廉的光学元器件，从而本申请提供的激光放大器调试难度较低，且成本也相对更低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本申请提供的一种激光放大器的结构示意图；

图2为本申请提供的另一种激光放大器的结构示意图；

图3为本申请提供的又一种激光放大器的结构示意图；

图4为本申请提供的一种激光放大器中种子光的传输示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一区域实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

正如背景技术部分所述，现有的部分端面泵浦板条激光放大器的泵浦光整形结构较为复杂，光学器件多，结构不紧凑，调试难度大，对器件性能要求高，成本高。

目前，常用的部分端面泵浦板条激光放大器中的整形系统结构及原理为：LD叠阵发出的泵浦光由柱面镜组合成像耦合进入波导，经过波导耦合充分混合后，在波导出口处非稳腔方向呈均匀状。其后的柱面镜组合和球面镜组合在波导的非稳腔方向呈比例成像，稳腔方向汇聚，从而泵浦光整形结构较为复杂，光学器件多，结构不紧凑，调试难度大，对器件性能要求高，成本高。

基于此，本申请提供了一种激光放大器，如图1所示，图1为本申请提供的一种激光放大器的结构示意图，该激光放大器包括：沿着光束的传播方向依次排布的泵浦源100、整形单元200以及放大模组300。

所述泵浦源100用于产生泵浦光。可选的，在本申请的一个实施例中，所述泵浦源100由多个半导体激光器LD组成，并且该多个半导体激光器LD呈叠阵式排布。

沿着光束的传播方向所述整形单元200依次包括：匀化光纤210、准直耦合器件220以及第一透镜230。其中，所述准直耦合器件220为准直耦合头。

所述匀化光纤210的一端与所述泵浦源100相接，所述匀化光纤210的另一端与所述准直耦合器件220相连接，具体为所述匀化光纤210的一端与所述泵浦源100的出光端相接，所述匀化光纤210的另一端与所述准直耦合器件220的入光端相连接，从而使得泵浦源100产生的泵浦光经所述匀化光纤210匀化后，再传输至所述准直耦合器件220中。其中，所述匀化光纤210用于对所述泵浦光进行匀化形成匀化光束，所述匀化光束的光强分布在竖直方向和水平方向均呈平顶分布，即所述匀化光纤210对所述泵浦光进行匀化形成匀化光束，该匀化光束的强度在竖直方向上呈平顶分布，且在水平方向上也呈平顶分布。所述准直耦合器件220用于对所述匀光光束进行准直以及耦合，以将泵浦源100中的多个半导体激光器产生的多束光进行耦合以及准直形成准直光束。需要说明的是，所述水平方向均平行于所述匀光光束传播方向，所述竖直方向垂直于所述准直光束的传播方向，且所述竖直方向与所述水平方向垂直。还需要说明的是，匀化光束的光强分布在竖直方向和水平方向均呈平顶分布并非是指匀化光束的光强分布在竖直方向和水平方向均呈现严格的平顶分布，也可以是匀化光束的光强分布在竖直方向和水平方向均呈近似平顶分布。另外，光束的传播方向指的是该激光放大器工作时，光束在其中的传输方向。

所述第一透镜230位于所述准直耦合器件220和所述放大模组300之间，并且所述第一透镜230用于调节所述准直光束的光斑尺寸为目标光斑尺寸，具体为所述第一透镜230用于对所述准直光束的光斑尺寸进行调节，将所述准直光束的光斑尺寸调节为目标光斑尺寸。

另外，该激光放大器还包括种子源400，所述种子源400用于产生种子光，并将所述种子光传输至所述放大模组300中，具体为所述种子源产生种子光，并将所述种子光以一定的角度入射至所述放大模组300中，所述放大模组300用于协同所述准直光束对所述种子光进行放大，形成放大光。

具体地，由上述可知，本申请提供的激光放大器包括用于对泵浦光进行整形的整形单元200，该整形单元200包括匀化光纤210、准直耦合器件220和第一透镜230，用于实现光束的整形，形成强度分布以及光斑尺寸满足要的准直光束。相比于现有的泵浦光整形结构而言，本申请提供的激光放大器的整形组件200结构简单且紧凑，极大的简化了激光放大器中的整形结构，进而简化了激光放大器的结构。另外，由上述还可知，本申请提供的激光放大器中的整形单元200仅包括了匀化光纤210、准直耦合器件220和第一透镜230等调试难度较低且价格低廉的光学元器件，从而本申请提供的激光放大器还降低了调试难度，且成本相对更低。

需要说明的是，由上述已知，第一透镜230用于将准直光束的光斑尺寸调节为目标光斑尺寸，也就是说，该第一透镜230为扩束透镜，以实现对准直光束光斑尺寸的调节。因此，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图2所示，图2为本申请提供的一种激光放大器的结构示意图，沿着光束的传播方向所述第一透镜230依次包括第一子透镜231和第二子透镜232，并且所述第一子透镜231所述第二子透镜232共焦设置，以实现对所述准直光束的光斑尺寸的调节，将所述准直光束的光斑尺寸调节目标光斑尺寸。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一透镜的焦距为f1，所述准直光束的光斑尺寸为D1，所述准直光束的发散角为α，其中，f1=D1/tan(α/2)。需要说明的是，所述第一透镜230的焦距指的是将所述第一子透镜231和所述第二子透镜232看作一个整体而言的焦距，在上述所述第一透镜焦距f1的计算公式的基础上，可以基于准直光束的光斑尺寸以及准直光束的发散角得到第一透镜230的焦距，从而实现对第一透镜230的选择以及调试。

需要说明的是，已知在本申请中，所述第一透镜230包括第一子透镜231和第二子透镜232，并且所述第一透镜230为扩束透镜组，目的是为了将准直光束的光斑尺寸调节为目标光斑尺寸，从而需要根据准直光束的光斑尺寸和目标光斑尺寸，选取焦距合适的第一子透镜231和第二子透镜232。因此，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述准直光束的光斑尺寸为D1，所述目标光斑尺寸为D2，所述第一子透镜的焦距为f11，所述第二子透镜的焦距为f12，其中，D2/D1=f12/f11，从而可以根据基于该公式以及想要得到的目标光斑尺寸，选择对应的第一子透镜231和第二子透镜232，以将准直光束的光斑尺寸调节为目标光斑尺寸的目的。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图3所示，图3为本申请实施例提供的一种激光放大器的结构示意图，该激光放大器中的所述放大模组300包括板条晶体310和腔镜320，在光束的传播方向上所述腔镜320包括依次排布的第一镜片321和第二镜片322，所述板条晶体310位于所述第一镜片321和所述第二镜片322之间。其中，所述腔镜320用于实现所述种子光的多次反射，所述板条晶体310用于吸收所述准直光束，并在所述种子光的多次反射过程中协同所述准直光束对所述种子光进行放大，形成放大光。

具体地，在本申请实施例中，所述种子源400产生的种子光入射至放大模组300，并在放大模组300中进行放大的过程为：种子源400产生的种子光以一定的角度传输至腔镜320的一侧镜片，即种子源400产生的种子光以一定的角度传输至第一镜片321或第二镜片322上，并被腔镜320的一侧镜片反射，经板条晶体310传输至另一侧镜片，再次被反射，如此进行多次反射和放大，使得种子光被放大形成放大光，并经腔镜320的一侧镜片输出，具体经第一镜片321或第二镜片322的边缘输出。具体地，如图4所示，以种子源400产生的种子光以一定角度传输至第二镜片322为例，种子源400产生的种子光传输至第二镜片322，然后被第二镜片322反射，反射之后经过板条晶体310传输至第一镜片321，再被第一镜片321反射，然后再经板条晶体310传输至第二镜片322，被第二镜片322反射，如此反复多次，种子光每次经过板条晶体310都会被放大一次，直至传输至放大模组300的边缘，从放大模组300的边缘输出，输出的光束即为放大光。

需要说明的是，已知对于部分端面泵浦板条激光放大器而言，其整形结构的主要目的是为了使得准直光束的强度在水平方向呈平顶分布，避免水平方向的热透镜效应，对于准直光束的强度在竖直方向的分布情况，可以适当的放松要求。因此，在本申请的一个实施例中，继续如图3所示，该激光放大器中的所述整形模型200还包括第二透镜240，所述第二透镜240位于所述第一透镜230与所述第一镜片321之间，并且所述第二透镜240为所述竖直方向上的聚焦透镜，用于在所述竖直方向上对所述准直光束进行聚焦，将所述准直光束聚焦到所述板条晶体310上。具体地，在本实施例中，所述第二透镜240为竖直方向上的聚焦透镜，目的是为了使得准直光束在竖直方向上进行汇聚。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第二透镜240的焦距为f2，所述泵浦光的波长为λ，所述目标光斑的尺寸为D2，在所述竖直方向上所述第二透镜的焦点尺寸为d，其中，d=2f2×λ/D2，基于该公式可以计算得到第二透镜240的焦距，从而可以实现对第二透镜240的选择，以满足该激光放大器的需求。

可选的，上述腔镜320为双色镜，该腔镜320对泵浦光高透，以使得准直光束能够透过腔镜进入到放大模组300中。并且该腔镜320还对种子光以及放大光高反，使得种子光以及放大光可以在腔镜320上进行反射。

需要说明的是，已知第二透镜240为竖直方向上的聚焦透镜，用于在所述竖直方向上对所述准直光束进行聚焦，目的是将准直光束更多的聚焦到放大模组300内。因此，在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，继续如图3所示，所述板条晶体310朝向所述第二透镜240的一侧端面位于所述第二透镜240的焦点处，从而使得被第二透镜240聚焦后的准直光束，能够更多的传输至所述放大模组300中，保证放大模组300的激光放大效果。

还需要说明的是，已知本申请提供的激光放大器的泵浦光被匀化光纤210匀化后，匀光光束的强度在竖直方向和水平方向均呈平顶分布，然而当由匀光光束准直形成的准直光束经过第二透镜240聚焦后，该准直光束的强度分布变为在水平方向近平顶分布，在竖直方向呈高斯分布。

需要注意的是，本申请的上述各实施例中的激光放大器为单端泵浦结构。在此基础上，在本申请的其他实施例中，该激光放大器也可以为双端泵浦结构，并且对于双端泵浦结构的激光放大器而言，其泵浦源以及整形单元与上述各实施例中的单端泵浦结构激光放大器中的泵浦源以及整形单元均相同。

相应的，本申请还提供了一种整形单元，该整形单元应用于激光放大器中，该激光放大器为上述任一实施例所述的激光放大器。如图1所示，该激光放大器除了包括上述的整形单元200，还包括泵浦源100、种子源400和放大模组300，其中，所述泵浦源100、所述整形单元200和所述放大模组300沿着光束的传播方向依次排布，并且所述泵浦源100用于产生泵浦光，所述种子源400用于产生种子光，并且所述种子源400还将所述种子光传输至所述放大模组300。继续如图1所示，该整形单元200包括：沿着光束的传播方向依次排布的匀化光纤210、准直耦合器件220和第一透镜230。

所述匀化光纤210的一端与所述泵浦源100相接，所述匀化光纤210的另一端与所述准直耦合器件220相连接，具体为所述匀化光纤210的一端与所述泵浦源100的出光端相接，所述匀化光纤210的另一端与所述准直耦合器件220的入光端相连接，从而使得泵浦源100产生的泵浦光经所述匀化光纤210匀化后，再传输至所述准直耦合器件220中。其中，所述匀化光纤210用于对所述泵浦光进行匀化形成匀化光束，所述匀化光束的光强分布在竖直方向和水平方向均呈平顶分布，即所述匀化光纤210对所述泵浦光进行匀化形成的匀化光束，该匀化光束的强度在竖直方向上呈平顶分布，且在水平方向上也呈平顶分布。所述准直耦合器件220用于对所述匀光光束进行准直以及耦合，以将泵浦源100中的多个半导体激光器产生的多束光进行耦合以及准直形成准直光束。需要说明的是，所述水平方向均平行于所述匀光光束传播方向，所述竖直方向垂直于所述准直光束的传播方向，所述竖直方向与所述水平方向垂直。

所述第一透镜230位于所述准直耦合器件220和所述放大模组300之间，并且所述第一透镜230用于调节所述准直光束的光斑尺寸为目标光斑尺寸，具体为所述第一透镜230用于对所述准直光束的光斑尺寸进行调节，将所述准直光束的光斑尺寸调节为目标光斑尺寸。所述放大模组利用所述准直光束对所述种子光进行放大，形成放大光，具体为所述种子源产生种子光，并将所述种子光以一定的角度入射至所述放大模组300中。所述放大模组300用于协同所述准直光束对所述种子光进行放大，形成放大光。

具体地，由上述可知，本申请提供的整形单元200包括匀化光纤210、准直耦合器件220和第一透镜230，相比于现有的泵浦光整形结构而言，本申请提供的整形组件200结构简单且紧凑，极大的简化了激光放大器中的整形结构，进而简化了激光放大器的结构。另外，本申请提供的整形单元200仅包括了匀化光纤210、准直耦合器件220和第一透镜230等调试难度较低且价格低廉的光学元器件，从而本申请提供的整形组件有助于降低激光放大器的调试难度，并且还有助于降低激光放大器的成本。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图3所示，所述放大模组300包括板条晶体310和腔镜320，在光束的传播方向上所述腔镜320包括依次排布的第一镜片321和第二镜片322，所述板条晶体310位于所述第一镜片321和所述第二镜片322之间，所述腔镜320用于实现所述种子光的多次反射，所述板条晶体310用于吸收所述准直光束，并在所述种子光的多次反射过程中协同所述准直光束对所述种子光进行放大，形成放大光。所述整形单元200还包括第二透镜240，所述第二透镜240位于所述第一透镜230与所述第一镜片321之间，并且所述第二透镜240为所述竖直方向上的聚焦透镜，用于在所述竖直方向上对所述准直光束进行聚焦，将所述准直光束聚焦到所述放大模组300内。具体地，在本实施例中，所述第二透镜240为竖直方向上的聚焦透镜，目的是为了使得准直光束在竖直方向上进行汇聚。

综合上述，本申请提供了一种激光放大器和整形单元，该激光放大器包括：沿着光束的传播方向依次排布的泵浦源、整形单元、放大模组，泵浦源用于产生泵浦光，该激光放大器还包括种子源，种子源用于产生种子光，并将种子光传输至所述放大模组中。沿着光束的传播方向整形单元依次包括：匀化光纤、准直耦合器件、第一透镜。匀化光纤一端与所述泵浦源相接，另一端与所述准直耦合器件相接，用于对泵浦光进行匀化形成匀光光束，该匀光光束的光强在水平方向和竖直方向呈平顶分布，准直耦合器件用于对匀光光束进行准直形成准直光束，其中，所述水平方向平行于所述匀光光束的传播方向，所述竖直方向垂直于所述准直光束的传播方向。并且放大模组利用准直光束对种子光进行放大，形成放大光。由此可见，本申请提供的激光放大器中的整形单元包括匀化光纤、准直耦合器件和第一透镜，相比于现有的泵浦光整形结构而言，本申请提供的激光放大器的整形组件结构简单且紧凑，极大的简化了激光放大器中的整形结构，进而简化了激光放大器的结构。另外，该激光放大器中的整形单元仅包括了匀化光纤、准直耦合器件和第一透镜等调试难度较低且价格低廉的光学元器件，从而本申请提供的激光放大器调试难度较低，且成本也相对更低。

本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似区域互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法区域说明即可。

需要说明的是，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种激光放大器，其特征在于，沿着光束的传播方向依次包括：泵浦源、整形单元、放大模组；

所述泵浦源用于产生泵浦光；

沿着光束的传播方向所述整形单元依次包括：匀化光纤、准直耦合器件、第一透镜；

所述匀化光纤一端与所述泵浦源相接，另一端与所述准直耦合器件相接，用于对所述泵浦光进行匀化形成匀光光束，所述匀光光束的光强在水平方向和竖直方向呈平顶分布；所述准直耦合器件用于对所述匀光光束进行准直形成准直光束；所述水平方向平行于所述匀光光束的传播方向，所述竖直方向垂直于所述准直光束的传播方向；

所述第一透镜位于所述准直耦合器件与所述放大模组之间，用于调节所述准直光束的光斑尺寸为目标光斑尺寸；

该激光放大器还包括种子源，所述种子源用于产生种子光，并将所述种子光传输至所述放大模组中，所述放大模组协同所述准直光束对所述种子光进行放大，形成放大光。

2.根据权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，沿着光束的传播方向所述第一透镜依次包括第一子透镜和第二子透镜，并且所述第一子透镜和所述第二子透镜共焦设置。

3.根据权利要求2所述的激光放大器，其特征在于，所述第一透镜的焦距为f1，所述准直光束的光斑尺寸为D1，所述准直光束的发散角为α；

其中，f1=D1/tan(α/2)。

4.根据权利要求3所述的激光放大器，其特征在于，所述目标光斑尺寸为D2，所述第一子透镜的焦距为f11，所述第二子透镜的焦距为f12；

其中，D2/D1=f12/f11。

5.根据权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述放大模组包括板条晶体和腔镜，在光束的传播方向上所述腔镜包括依次排布的第一镜片和第二镜片，所述板条晶体位于所述第一镜片和所述第二镜片之间；

其中，所述腔镜用于实现所述种子光的多次反射，所述板条晶体用于吸收所述准直光束，并在所述种子光的多次反射过程中协同所述准直光束对所述种子光进行放大，形成放大光。

6.根据权利要求5所述的激光放大器，其特征在于，所述整形单元还包括第二透镜，所述第二透镜位于所述第一透镜与所述第一镜片之间，并且所述第二透镜为聚焦透镜，用于在所述竖直方向上对所述准直光束进行聚焦，将所述准直光束聚焦到所述板条晶体上。

7.根据权利要求6所述的激光放大器，其特征在于，所述第二透镜的焦距为f2，所述泵浦光的波长为λ，所述目标光斑尺寸为D2，在所述竖直方向上所述第二透镜的焦点尺寸为d；

其中，d=2f2×λ/D2。

8.根据权利要求6或7所述的激光放大器，其特征在于，所述板条晶体朝向所述第二透镜的一侧端面位于所述第二透镜的焦点处。

9.一种整形单元，其特征在于，该整形单元应用于激光放大器中，该激光放大器还包括泵浦源、种子源和放大模组，所述泵浦源、所述整形单元和所述放大模组沿着光束的传播方向依次排布，所述泵浦源用于产生泵浦光，所述种子源用于产生种子光，并将所述种子光传输至所述放大模组；该整形单元包括：沿着光束的传播方向依次排布的匀化光纤、准直耦合器件、第一透镜；

所述匀化光纤一端与所述泵浦源相接，另一端与所述准直耦合器件相接，用于对所述泵浦光进行匀化形成匀光光束，所述匀光光束的光强在水平方向和竖直方向呈平顶分布；所述准直耦合器件用于对所述匀光光束进行准直形成准直光束；所述水平方向平行于所述匀光光束的传播方向，所述竖直方向垂直于所述准直光束的传播方向；

所述第一透镜位于所述准直耦合器件与所述放大模组之间，用于调节所述准直光束的光斑尺寸为目标光斑尺寸，所述放大模组协同所述准直光束对所述种子光进行放大，形成放大光。

10.根据权利要求9所述的整形单元，其特征在于，所述放大模组包括板条晶体和腔镜，在光束的传播方向上所述腔镜包括依次排布的第一镜片和第二镜片，所述板条晶体位于所述第一镜片和所述第二镜片之间；所述整形单元还包括第二透镜，所述第二透镜位于所述第一透镜与所述第一镜片之间，并且所述第二透镜为聚焦透镜，用于在所述竖直方向上对所述准直光束进行聚焦，将所述准直光束聚焦到所述板条晶体上。