CN117134180A - 一种高功率平面波导激光放大增益模块及激光器 - Google Patents

一种高功率平面波导激光放大增益模块及激光器 Download PDF

Info

Publication number
CN117134180A
CN117134180A CN202311396909.9A CN202311396909A CN117134180A CN 117134180 A CN117134180 A CN 117134180A CN 202311396909 A CN202311396909 A CN 202311396909A CN 117134180 A CN117134180 A CN 117134180A
Authority
CN
China
Prior art keywords
planar waveguide
laser
end cap
waveguide laser
core layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202311396909.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117134180B (zh
Inventor
王君涛
何平
周唐建
易家玉
李密
邬映臣
尚建力
高清松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Applied Electronics of CAEP
Original Assignee
Institute of Applied Electronics of CAEP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Applied Electronics of CAEP filed Critical Institute of Applied Electronics of CAEP
Priority to CN202311396909.9A priority Critical patent/CN117134180B/zh
Publication of CN117134180A publication Critical patent/CN117134180A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117134180B publication Critical patent/CN117134180B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/0602—Crystal lasers or glass lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1618—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth ytterbium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/164—Solid materials characterised by a crystal matrix garnet
    • H01S3/1643—YAG

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高功率平面波导激光放大增益模块及激光器，涉及高功率激光技术领域。高功率平面波导激光放大增益模块包括具有注入异形端帽和输出异形端帽的复合结构平面波导激光增益介质，使得泵浦光在端面上的功率密度降低、放大光束在输出面上的功率密度显著降低。本发明采用复合结构平面波导激光增益介质和新的激光通光方式、泵浦通光方式，避免了传统平面波导介质端面温度过高和功率密度过高导致的材料易损伤的问题，可以在平面波导放大增益模块上实现更高的功率输出，不仅有效提高了增益介质的输出功率，同时保持了增益模块和激光器的小型化，是一种新的高功率计放大增益模块。

Description

一种高功率平面波导激光放大增益模块及激光器
技术领域
本发明涉及高功率激光技术领域，尤其是公开了一种高功率平面波导激光放大增益模块及激光器。
背景技术
全固态激光器具有效率高、结构紧凑、性能稳定、输出光束质量好等诸多优点，在工业、军事、医疗和科研等方面有广泛应用。特别是在军事和工业加工方面，大功率全固态激光器有很好的应用前景。
在全固态激光器中，平面波导结构激光增益介质中一般芯层为掺杂区、包层为非掺杂区。介质材料的宽度通常为几毫米到几厘米，芯层厚度为几十微米到几百微米，整体厚度约为1毫米。在芯层中的激光通量和泵浦通量比板条中高一个多数量级。平面波导激光同时结合了光纤激光和板条激光的优点，可以在一块材料上实现高效率高功率激光输出，是一种非常有潜力的实现超轻量化高功率激光光源的技术途径。
现有的高功率平面波导激光器中，通常平面波导结构激光增益介质中端帽的厚度和宽度与芯层加内包层的厚度和宽度一致，外包层为倏逝膜，同时外包层焊接通水热沉，实现良好散热冷却条件。依据这种设置下的一块Yb:YAG平面波导可以获得在10kW连续输出，但此时的端面温度和输出端面功率密度已经接近100℃，已经接近膜层抗损伤阈值，限制了输出功率的进一步提升。
发明内容
本发明的发明目的在于：为了克服上述现有技术的不足，提供一种面向更高输出功率的平面波导激光放大增益模块以及激光器。该平面波导增益模块采用复合结构平面波导激光增益介质和新的激光通光方式、泵浦通光方式，避免了传统平面波导介质端面温度过高和功率密度过高导致的材料易损伤的问题，可以在平面波导放大增益模块上实现更高的功率输出。
一方面，本发明提供了一种复合结构平面波导激光增益介质，所述复合结构平面波导激光增益介质至少包括：芯层、第一内包层、第二内包层、第一规则端帽、第二规则端帽、第一外包层、第二外包层、第一异形端帽和第二异形端帽。
另一方面，本发明提供了一种高功率平面波导激光放大增益模块，包括所述复合结构平面波导激光增益介质，还包括第一热沉、第二热沉、第一泵浦源、第二泵浦源、第一泵浦耦合系统、第二泵浦耦合系统。
另一方面，本发明还提供了一种高功率平面波导激光器，所述高功率平面波导激光器包括高功率平面波导激光放大增益模块、激光种子源、法拉第隔离器、扩束系统、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、会聚柱透镜，以实现高功率激光输出。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明实施例中提供的高功率平面波导激光放大增益模块及激光器采用复合结构平面波导激光增益介质和新的激光通光方式、泵浦通光方式，避免了传统平面波导介质端面温度过高和功率密度过高导致的材料易损伤的问题，可以在平面波导放大增益模块上实现更高的功率输出。本发明的平面波导激光放大增益模块，不仅有效提高了增益介质的输出功率，同时保持了增益模块的小型化，是一种新的高功率计放大增益模块。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明提供的复合结构平面波导激光增益介质的内部剖视图。
图2是本发明提供的复合结构平面波导激光增益介质的光路示意图。
图3是本发明提供的高功率平面波导激光放大增益模块俯视图。
图4是本发明提供的平面波导激光器的结构示意图。
图中：1、复合结构平面波导激光增益介质，2、第一热沉，3、第二热沉，4、第一泵浦源，5、第一泵浦耦合系统，6、第一泵浦光，7、第二泵浦源，8、第二泵浦耦合系统，9、第二泵浦光，A、高功率平面波导激光放大增益模块，10、激光种子源，11、法拉第隔离器，12、扩束系统，13、第一反射镜，14、第二反射镜，15、第三反射镜，16、会聚柱透镜，1-1、芯层，1-2、第一内包层，1-3、第二内包层，1-4、第一规则端帽，1-5、第二规则端帽，1-6、第一外包层，1-7、第二外包层，1-8、第一异形端帽，1-9、第二异形端帽，a、第一端面，b、第二端面，c、出射面，d、第一界面，e、第二界面。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，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的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1-图2所示，示出了一种用于产生激光增益、实现激光放大的复合结构平面波导激光增益介质1以及对应的光路，所述复合结构平面波导激光增益介质1包括芯层1-1、第一内包层1-2、第二内包层1-3、第一规则端帽1-4、第二规则端帽1-5、第一外包层1-6、第二外包层1-7、第一异形端帽1-8和第二异形端帽1-9。
在复合结构平面波导激光增益介质1中包括三个面：大面、侧面和端面，通常所述大面一般是指具有（近似）立方体形状的平面波导激光增益介质1上面积最大的两个面，对应长度方向；沿所述复合结构平面波导激光增益介质1长度方向上的两端所在面为两个端面，对应厚度方向。与大面相邻的两个面为侧面，对应宽度方向。
所述第一内包层1-2、第二内包层位于芯层1-1两面，所述第一规则端帽1-4与第二规则端帽1-5分别位于芯层1-1的两端，上述芯层1-1、第一内包层1-2、第二内包层、第一规则端帽1-4与第二规则端帽1-5组成第一整体结构。所述第一外包层1-6与第二外包层1-7分别位于第一整体结构的两个大面并与第一整体结构组成第二整体结构。所述第一异形端帽1-8和第二异形端帽1-9位于第二整体结构的两端，形成完整的复合结构平面波导激光增益介质1的结构。
在复合结构平面波导激光增益介质1中，所述芯层1-1为掺杂区，主要用于吸收泵浦光并形成粒子数反转。所述第一内包层1-2、第二内包层1-3的折射率略低于芯层1-1，主要用于将注入进芯层1-1的主激光一直约束在芯层1-1中进行传输放大。所述第一规则端帽1-4、第二规则端帽1-5主要用来减小热梯度和热应力、增大散热面积。所述第一异形端帽1-8和第二异形端帽1-9主要用于增大泵浦光在介质端面的光斑大小，减小泵浦功率密度，同时增大输出主激光的光斑大小，减小激光功率密度。
所述第一内包层1-2、第二内包层1-3、第一规则端帽1-4、第二规则端帽1-5、第一异形端帽1-8和第二异形端帽1-9的材料为同一种非掺杂激光材料基质，所述芯层1-1为具有该相同基质的掺杂材料。
在一个优选实施例中，复合结构平面波导激光增益介质1为复合结构Yb:YAG平面波导，其中芯层1-1为Yb:YAG，第一内包层1-2、第二内包层1-3、第一规则端帽1-4、第二规则端帽1-5、第一异形端帽1-8和第二异形端帽1-9都是非掺杂YAG材质，第一外包层1-6与第二外包层1-7为SiO2倏逝膜。
为了便于对主激光对应光路的描述，本实施例中将主激光按照其在复合结构平面波导激光增益介质1中的位置和状态分为入射的注入光束和出射的放大光束。
在复合结构平面波导激光增益介质1中，第一异形端帽1-8所在位置的第一端面a为入射面，第一端面a的法线与芯层1-1轴向的夹角为5°~10°。当注入光束从第一异形端帽1-8的第一端面a入射后，在第一异形端帽1-8内部沿芯层1-1轴向方向进行传输，传输方向关系为/>，其中/>为入射角，n为第一异形端帽1-8的折射率。
当注入光束为一维会聚状态时，在复合结构平面波导激光增益介质1的厚度方向为会聚状态，在复合结构平面波导激光增益介质1的宽度方向为平行光状态。当注入光束依次进入第一异形端帽1-8、第一规则端帽1-4和芯层1-1后，由于芯层1-1与第一内包层1-2、第二内包层1-3之间的折射率差，注入光束一直被约束在芯层1-1中传输放大。最终经芯层1-1放大后的放大光束依次经过第二规则端帽1-5和第二异形端帽1-9后从第二异形端帽1-9输出。
具体而言，在第二规则端帽1-5中，放大光束在厚度方向以一定的发散角传输，在传输过程中光斑会逐渐变大。放大光束到达第二异形端帽1-9所在的第二端面b处后发生折射并从第二异形端帽1-9的一个大面输出，该大面即为出射面c。放大光束在第二端面b处的入射角大于放大光束从出射面c输出后和空气形成的全反射临界角/>，因此放大光束在出射面c的入射角/>的取值范围在5°和全反射临界角/>之间，其中/>，其中n为第二异形端帽1-9的折射率。
在复合结构平面波导激光增益介质1中，用于注入光束入射的入射面即第一端面a镀双波长高透膜，使注入光束在角度高透，泵浦光高透。
在复合结构平面波导激光增益介质1中，用于放大光束输出的第二端面b镀泵浦光束高透膜，使放大光束最终输出的出射面c镀输出光束在角度的高透膜。
在现有技术中常见的面向高功率连续激光平面波导增益模块中，不具备注入异形端帽和输出异形端帽，相对应的在注入端其泵浦功率集中在规则端帽的端面；在输出端其放大输出功率和泵浦功率都集中在规则端帽的端面。而在本申请实施例改进后的方案中，所述复合结构平面波导激光增益介质1中包括用于注入的第一异形端帽1-8和输出的第二异形端帽1-9后，泵浦光在第一端面a和第二端面b上的功率密度降低，放大光束在出射面c上的功率密度显著降低。
实施例2
如图3所示，本实施例为一种高功率平面波导激光放大增益模块，该高功率平面波导激光放大增益模块包括复合结构平面波导激光增益介质1、第一热沉2、第二热沉3、第一泵浦源4、第二泵浦源7、第一泵浦耦合系统5、第二泵浦耦合系统8。
在所述高功率平面波导激光放大增益模块中，所述第一泵浦源4和第二泵浦源7分别产生第一泵浦光6和第二泵浦光9，用于对复合结构平面波导激光增益介质1进行泵浦，使其产生粒子数反转。
所述第一泵浦耦合系统5和第二泵浦耦合系统8用于对泵浦光进行整形，使泵浦光以竖直方向平行、水平方向会聚的形式进入复合结构平面波导激光增益介质1。
所述第一热沉2和第二热沉3用于把平面波导内的废热导出，并对复合结构平面波导激光增益介质1进行冷却。
所述第一泵浦源4和第二泵浦源7发出的泵浦光分别经过第一泵浦耦合系统5和第二泵浦耦合系统8后变成一维会聚状态，即在复合结构平面波导激光增益介质1的厚度方向为会聚状态、在复合结构平面波导激光增益介质1的宽度方向为平行光状态。对应的第一泵浦光6和第二泵浦光9以一维会聚状态依次进入第一异形端帽1-8和第二异形端帽1-9，之后泵浦光在第一界面d和第二界面e之间多次往返传输，多次经过芯层1-1并被其吸收。
所述第一界面d为第二内包层1-3与第二外包层1-7之间连接所在界面，所述第二界面e为第一内包层1-2与第一外包层1-6之间连接所在界面。
实施例3
如图4所示为前述高功率平面波导激光放大增益模块的一种具体应用实施方式，为一种一种高功率平面波导激光器。所述高功率平面波导激光器包括：高功率平面波导激光放大增益模块A、激光种子源10、法拉第隔离器11、扩束系统12、第一反射镜13、第二反射镜14、第三反射镜15、会聚柱透镜16。
所述激光种子源10输出的种子光依次经过法拉第隔离器11和扩束系统12后，光斑大小与复合结构平面波导激光增益介质1的尺寸匹配，经过第一反射镜13、第二反射镜14和第三反射镜15后种子光的注入角度与复合结构平面波导激光增益介质1匹配，借助会聚柱透镜16使种子光作为注入光束以一维会聚状态进入高功率平面波导激光放大增益模块A的芯层1-1。经过芯层1-1放大后，放大光束以一定的发散角依次经过第二规则端帽1-5和第二异形端帽1-9后，从第二异形端帽1-9的出射面c面输出。
所述法拉第隔离器11的作用的是使激光种子源10不受后级回光的影响，保障其稳定工作。所述扩束系统12用于对种子光斑进行大小变换，使其大小与复合结构平面波导激光增益介质1的尺寸匹配。
在一个优选实施例中，所述激光种子源10可以选择纳秒种子源或皮秒种子源。
作为一个优选实施例，基于本发明实施例的方案结构一块复合结构Yb:YAG平面波导激光放大器可以实现大于20kW的连续激光输出，电光效率达到30%。
与现有技术相比，本发明实施例中提供的复合结构平面波导激光增益介质和新的激光通光方式、泵浦通光方式，避免了传统平面波导介质端面温度过高和功率密度过高导致的材料易损伤的问题，可以在平面波导放大增益模块上实现更高的功率输出。本发明提供的高功率平面波导激光放大增益模块不仅有效提高了板条的输出功率，同时保持了增益模块的小型化，是一种新的高功率计放大增益模块。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (10)

1.一种高功率平面波导激光放大增益模块，其特征在于，包括复合结构平面波导激光增益介质（1），还包括第一热沉（2）、第二热沉（3）、第一泵浦源（4）、第二泵浦源（7）、第一泵浦耦合系统（5）、第二泵浦耦合系统（8）。
2.如权利要求1所述的高功率平面波导激光放大增益模块，其特征在于，所述复合结构平面波导激光增益介质至少包括：芯层（1-1）、第一内包层（1-2）、第二内包层（1-3）、第一规则端帽（1-4）、第二规则端帽（1-5）、第一外包层（1-6）、第二外包层（1-7）、第一异形端帽（1-8）和第二异形端帽（1-9）；
所述第一内包层（1-2）、第二内包层（1-3）分别位于芯层（1-1）两面，所述第一规则端帽（1-4）与第二规则端帽（1-5）分别位于芯层（1-1）的两端，芯层（1-1）、第一内包层（1-2）、第二内包层（1-3）、第一规则端帽（1-4）与第二规则端帽（1-5）组成第一整体结构；
所述第一外包层（1-6）与第二外包层（1-7）分别位于第一整体结构的两个大面并与第一整体结构组成第二整体结构；
所述第一异形端帽（1-8）和第二异形端帽（1-9）位于第二整体结构的两端，形成完整的复合结构平面波导激光增益介质（1）结构。
3.根据权利要求2所述的高功率平面波导激光放大增益模块，其特征在于，所述芯层（1-1）为掺杂区，用于吸收泵浦光并形成粒子数反转；所述第一内包层（1-2）、第二内包层（1-3）的折射率略低于芯层（1-1），用于将注入进芯层（1-1）的主激光约束在芯层（1-1）中进行传输放大；所述第一规则端帽（1-4）、第二规则端帽（1-5）用于减小热梯度和热应力、增大散热面积；所述第一异形端帽（1-8）和第二异形端帽（1-9）用于增大泵浦光在介质端面的光斑大小，减小泵浦功率密度，同时增大输出主激光的光斑大小，减小激光功率密度。
4.根据权利要求3所述的高功率平面波导激光放大增益模块，其特征在于，所述第一内包层（1-2）、第二内包层（1-3）、第一规则端帽（1-4）、第二规则端帽（1-5）、第一异形端帽（1-8）和第二异形端帽（1-9）的材料为相同的非掺杂激光材料基质，所述芯层（1-1）为具有相同基质的掺杂材料。
5.根据权利要求4所述的高功率平面波导激光放大增益模块，其特征在于，在复合结构平面波导激光增益介质（1）中，第一异形端帽（1-8）所在位置的第一端面（a）为入射面；当主激光从第一异形端帽（1-8）的第一端面（a）入射后，在第一异形端帽（1-8）内部沿芯层（1-1）轴向方向进行传输；经芯层（1-1）放大后的主激光依次经过第二规则端帽（1-5）和第二异形端帽（1-9）后从第二异形端帽（1-9）输出。
6.根据权利要求5所述的高功率平面波导激光放大增益模块，其特征在于，主激光到达第二异形端帽（1-9）所在的第二端面（b）处后发生折射并从第二异形端帽（1-9）的大面输出，该大面即为出射面（c）。
7.根据权利要求6所述的高功率平面波导激光放大增益模块，其特征在于，主激光在第一异形端帽（1-8）内部沿芯层（1-1）轴向方向进行传输，其传输方向关系为，其中/>为入射角，n为第一异形端帽（1-8）的折射率，/>为第一端面（a）的法线与芯层（1-1）轴向的夹角。
8. 根据权利要求7所述的高功率平面波导激光放大增益模块，其特征在于，主激光在第二端面（b）处的入射角大于主激光从出射面（c）输出后和空气形成的全反射临界角/>，主激光在出射面（c）的入射角/>的取值范围在5°和全反射临界角/>之间，其中 ，n为第一异形端帽（1-8）和第二异形端帽（1-9）的折射率。
9.根据权利要求8所述的高功率平面波导激光放大增益模块，其特征在于，在复合结构平面波导激光增益介质（1）中，所述入射面镀双波长高透膜，使主激光在角度高透，泵浦光高透；所述第二端面（b）镀泵浦光束高透膜，用于主激光最终输出的出射面（c）镀输出光束在/>角度的高透膜。
10.一种高功率平面波导激光器，其特征在于，所述高功率平面波导激光器包括权利要求2-9中任一所述的高功率平面波导激光放大增益模块、激光种子源（10）、法拉第隔离器（11）、扩束系统（12）、第一反射镜（13）、第二反射镜（14）、第三反射镜（15）、会聚柱透镜（16）；
所述激光种子源（10）输出的种子光依次经过法拉第隔离器（11）和扩束系统（12）后，其光斑大小与复合结构平面波导激光增益介质（1）的尺寸匹配，经过第一反射镜（13）、第二反射镜（14）和第三反射镜（15）后种子光的注入角度与复合结构平面波导激光增益介质（1）匹配，通过会聚柱透镜（16）后种子光作为主激光以一维会聚状态进入高功率平面波导激光放大增益模块的芯层（1-1），经过芯层（1-1）放大后，主激光从第二异形端帽（1-9）的出射面输出。
CN202311396909.9A 2023-10-26 2023-10-26 一种高功率平面波导激光放大增益模块及激光器 Active CN117134180B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311396909.9A CN117134180B (zh) 2023-10-26 2023-10-26 一种高功率平面波导激光放大增益模块及激光器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311396909.9A CN117134180B (zh) 2023-10-26 2023-10-26 一种高功率平面波导激光放大增益模块及激光器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117134180A true CN117134180A (zh) 2023-11-28
CN117134180B CN117134180B (zh) 2024-03-08

Family

ID=88858604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311396909.9A Active CN117134180B (zh) 2023-10-26 2023-10-26 一种高功率平面波导激光放大增益模块及激光器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117134180B (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07209560A (ja) * 1993-11-30 1995-08-11 Hitachi Cable Ltd 光モジュール
US6094297A (en) * 1998-07-07 2000-07-25 Trw Inc. End pumped zig-zag slab laser gain medium
US20030156792A1 (en) * 2002-02-21 2003-08-21 Lawrence Brian L. Optical waveguide amplifier using a circulator and an optical signal reflective surface and method employing same
US20030161375A1 (en) * 2001-07-24 2003-08-28 Filgas David M. Waveguide architecture, waveguide devices for laser processing and beam control, and laser processing applications
CN101483312A (zh) * 2009-02-18 2009-07-15 中国科学院上海光学精密机械研究所 端面泵浦阶变梯度掺杂复合板条激光放大器
WO2011027731A1 (ja) * 2009-09-07 2011-03-10 三菱電機株式会社 平面導波路型レーザ装置
CN102487174A (zh) * 2010-12-27 2012-06-06 北京国科世纪激光技术有限公司 复合激光晶体及装设有复合激光晶体的激光器
CN102891432A (zh) * 2011-07-19 2013-01-23 中国科学院理化技术研究所 一种基于函数掺杂的透明陶瓷板条泵浦装置
US20140268309A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Raytheon Company Suppression of amplified spontaneous emission (ase) within laser planar waveguide devices
CN105375246A (zh) * 2015-09-28 2016-03-02 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种端面倾斜泵浦的平面波导激光放大器
CN105896240A (zh) * 2016-06-27 2016-08-24 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种抑制asepo的平面波导激光增益介质构型
CN113161861A (zh) * 2021-04-19 2021-07-23 北京工业大学 一种多通泵浦Yb:YAG双包层平面波导激光放大器
CN113612103A (zh) * 2021-06-22 2021-11-05 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种端泵浦液体直接对称冷却板条增益模块
CN113624452A (zh) * 2021-07-14 2021-11-09 哈尔滨工程大学 一种用于激光板条端面键合面检测的光路对准方法
CN114709706A (zh) * 2022-03-12 2022-07-05 北京工业大学 一种基于复合结构的双包层铒玻璃平面波导多通放大器

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07209560A (ja) * 1993-11-30 1995-08-11 Hitachi Cable Ltd 光モジュール
US6094297A (en) * 1998-07-07 2000-07-25 Trw Inc. End pumped zig-zag slab laser gain medium
US20030161375A1 (en) * 2001-07-24 2003-08-28 Filgas David M. Waveguide architecture, waveguide devices for laser processing and beam control, and laser processing applications
US20030156792A1 (en) * 2002-02-21 2003-08-21 Lawrence Brian L. Optical waveguide amplifier using a circulator and an optical signal reflective surface and method employing same
CN101483312A (zh) * 2009-02-18 2009-07-15 中国科学院上海光学精密机械研究所 端面泵浦阶变梯度掺杂复合板条激光放大器
WO2011027731A1 (ja) * 2009-09-07 2011-03-10 三菱電機株式会社 平面導波路型レーザ装置
CN102487174A (zh) * 2010-12-27 2012-06-06 北京国科世纪激光技术有限公司 复合激光晶体及装设有复合激光晶体的激光器
CN102891432A (zh) * 2011-07-19 2013-01-23 中国科学院理化技术研究所 一种基于函数掺杂的透明陶瓷板条泵浦装置
US20140268309A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Raytheon Company Suppression of amplified spontaneous emission (ase) within laser planar waveguide devices
CN105375246A (zh) * 2015-09-28 2016-03-02 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种端面倾斜泵浦的平面波导激光放大器
CN105896240A (zh) * 2016-06-27 2016-08-24 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种抑制asepo的平面波导激光增益介质构型
CN113161861A (zh) * 2021-04-19 2021-07-23 北京工业大学 一种多通泵浦Yb:YAG双包层平面波导激光放大器
CN113612103A (zh) * 2021-06-22 2021-11-05 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种端泵浦液体直接对称冷却板条增益模块
CN113624452A (zh) * 2021-07-14 2021-11-09 哈尔滨工程大学 一种用于激光板条端面键合面检测的光路对准方法
CN114709706A (zh) * 2022-03-12 2022-07-05 北京工业大学 一种基于复合结构的双包层铒玻璃平面波导多通放大器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ROGIN, P等: "Epitaxial Nd:YLF linear waveguide laser", 《OPTICS LETTERS》, vol. 22, no. 22, pages 1701 - 1703 *
刘东升等: "长脉宽大能量Yb:YAG平面波导激光放大器", 《中国激光》, vol. 48, no. 16, pages 1601004 - 1 *
林伟平等: "Yb:YAG陶瓷平面波导1030nm激光放大", 《中国激光》, vol. 46, no. 05, pages 315 - 319 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117134180B (zh) 2024-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6785304B2 (en) Waveguide device with mode control and pump light confinement and method of using same
US7193771B1 (en) Power scalable optical systems for generating, transporting, and delivering high power, high quality laser beams
US7042631B2 (en) Power scalable optical systems for generating, transporting, and delivering high power, high quality, laser beams
US6268956B1 (en) End pumped zig-zag slab laser gain medium
US7388895B2 (en) Corner-pumping method and gain module for high power slab laser
JP2020528661A (ja) フォノンバンド端発光に基づく全固体大出力スラブレーザ
CN100399651C (zh) 反射玻璃实现z形光路的板条激光器
CN114824998B (zh) 一种高交叠效率分布反射式直接液冷激光增益装置
CN114336254B (zh) 一种高亮度主振荡功率放大皮秒激光系统
CN111478175A (zh) 一种激光能量放大器
CN111404000B (zh) 可抑制腔内高阶畸变的直接液冷阵列式薄片非稳谐振腔
CN117134180B (zh) 一种高功率平面波导激光放大增益模块及激光器
CN112615238A (zh) 一种大能量高效率全固态绿光激光器
CN115084982B (zh) 一种面向高峰值功率激光的板条激光放大增益模块
Shepherd et al. High-numerical-aperture, contact-bonded, planar waveguides for diode-bar-pumped lasers
CN211404996U (zh) 基于双晶结构的紫外激光器
CN210201153U (zh) 中长波红外激光器
CN117220122B (zh) 一种面向1.3um的平面波导激光增益模块、激光放大装置
CN111193169A (zh) 基于双晶结构的紫外激光器
CN117117618B (zh) 一种紧凑串联型平面波导激光增益模块、激光放大器
CN217362137U (zh) 激光放大器、激光器及光学系统
CN113972553B (zh) 一种重频激光放大器
CN215221258U (zh) 自双程角度复用板条激光增益介质及双程四程激光增益模块
CN2927419Y (zh) 反射玻璃实现z形光路的板条激光器
CN109586152B (zh) 用于高功率掠入射板条激光器光束质量改善的泵浦结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant