CN1848555A - 四路非相干合束mopa激光系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种四路非相干合束MOPA激光输出系统，它由主振荡系统、PCM功率放大系统、反射棱镜组成，主振荡系统包括主振荡器、三个分束镜和一个末端全反射平面镜；PCM功率放大系统包括四路单通道功率放大系统，各单通道功率放大系统是由SBS相位共轭镜、双凸透镜、放大器、旋转器、偏振分束镜、末端全反射镜组成的单光轴光学系统，它们的光轴对称分布在正四棱柱形的四条棱边位置，各末端全反射平面镜分别与其所在光轴成45°夹角，各分束镜分别与各通道偏振分束镜相对且方向正交，各末端全反射平面镜分别与所对应的各棱面全反射镜相对且平行；获得四束非相干激光迭加合束。本发明具有激光输出功率高、光束质量好的优点，适于做大功率激光器。
Description
技术领域
本发明属于一种激光输出系统，具体地说是一种高光束质量、高功率激光输出的基于SBS(受激布里渊散射)波形畸变补偿原理的四路非相干合束MOPA(主振荡器-功率放大)激光系统。
背景技术
我们知道，目前，基于SBS原理的非相干合束MOPA系统多采用两路功率放大系统获得两束偏振方向互相垂直的偏振光，再使这两束非相干光迭加合束，但是采用偏振片合束存在一个缺点，就是最大合束激光为两束。目前，已报道的采用SBS的MOPA偏振合束系统，输出激光平均功率达到了500W，但是继续提高输出功率困难很大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种由四束基于SBS的非相干激光迭加合为一束高光束质量、高输出功率激光的四路非相干合束MOPA激光系统
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种四路非相干合束MOPA激光系统，它由主振荡系统、PCM功率放大系统、反射棱镜组成，其特征是：主振荡系统由主振荡器、多个分束镜、一个末端全反射平面镜组成，分束镜和末端全反射平面镜依次分布在入射光轴上并且与光轴之间成45°夹角；PCM功率放大系统由四路单通道功率放大系统组成，各单通道功率放大系统是由SBS相位共轭镜、双凸透镜、放大器、旋转器、偏振分束镜、末端全反射平面镜组成的单光轴光学系统，各路单通道功率放大系统的光轴相互平行，并以入射光轴为中心轴对称分布在多棱柱形的各条棱边位置，各单通道功率放大系统的末端全反射平面镜分别与其所在光轴成45°夹角，各末端全反射平面镜中心位置与反射棱镜的中心位置共面；所述反射棱镜是由四个棱面全反射镜组成的，各个棱面全反射镜分别与棱镜的多边形底面成45°角形成多棱锥形，各单通道功率放大系统中的偏振分束镜分别与各所在光轴成45°夹角且与所在光轴中各末端全反射平面镜平行；入射光轴中的各分束镜分别与一个单通道功率放大系统中的偏振分束镜相对且方向正交，各末端全反射平面镜分别与所对应的一个棱面全反射镜相对且平行，入射光轴分别与各单通道功率放大系统的光轴、棱面全反射镜的中心在同一平面内。
本发明入射光轴、单通道功率放大系统2-1、2-3的光轴、棱面全反射镜31、33的中心在同一平面内；入射光轴、单通道功率放大系统2-2、2-4的光轴、棱面全反射镜32、34的中心在同一平面内。
本发明能够由四路单通道功率放大系统获得四束非相干激光迭加合束，具有激光输出功率高、光束质量好的优点。适于做大功率激光器，应用于军事、工业等领域。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明立体光路分布的平面示意图；
图2是本发明单通道功率放大系统2-1、2-3、棱面全反射镜31、33所在平面内的光路分布示意图；
图3是本发明单通道功率放大系统2-2、2-4、棱面全反射镜32、34所在平面内的光路分布示意图；
图4是本发明单通道功率放大系统末端全反射平面镜和反射棱镜所在平面的光路分布示意图；
图5是本发明四束非相干合束近场光场分布图；
图6是本发明四束非相干合束远场光场分布图。
具体实施方式
从图1中可以看出，一种四路非相干合束MOPA激光系统，由主振荡系统、带有相位共轭镜PCM功率放大系统、反射棱镜组成。所述主振荡系统由主振荡器10、三个分束镜11、12、13、一个末端全反射平面镜14组成，三个分束镜11、12、13、末端全反射平面镜14依次分布在入射光轴1-1上并且都与光轴1-1之间成45°夹角。所述PCM功率放大系统由四路单通道功率放大系统2-1、2-2、2-3、2-4组成，单通道功率放大系统2-1是由SBS相位共轭镜211、双凸透镜221、放大器231、旋转器241、偏振分束镜251、末端全反射镜261组成的单光轴光学系统，单通道功率放大系统2-2是由SBS相位共轭镜212、双凸透镜222、放大器232、旋转器242、偏振分束镜252、末端全反射镜262组成的单光轴光学系统，单通道功率放大系统2-3是由SBS相位共轭镜213、双凸透镜223、放大器233、旋转器243、偏振分束镜253、末端全反射镜263组成的单光轴光学系统，单通道功率放大系统2-4是由SBS相位共轭镜214、双凸透镜224、放大器234、旋转器244、偏振分束镜254、末端全反射镜264组成的单光轴光学系统，各路单通道功率放大系统2-1、2-2、2-3、2-4的光轴相互平行以入射光轴1-1为中心轴对称分布在正四棱柱形的四条棱边位置，各路单通道功率放大系统2-1、2-2、2-3、2-4的末端全反射平面镜261、262、263、264分别与其所在光轴成45°夹角，各末端全反射平面镜261、262、263、264中心位置与反射棱镜3的中心位置共面，在该平面的光路分布示意图如图4所示；所述反射棱镜3是由四个棱面全反射镜31、32、33、34组成的，各个棱面全反射镜31、32、33、34分别与棱镜的正方形底面30成45°夹角，形成正四棱锥形；分束镜11与单通道功率放大系统2-1中的偏振分束镜251相对且方向正交，分束镜13与单通道功率放大系统2-3中的偏振分束镜253相对且方向正交，分束镜12与单通道功率放大系统2-2中的偏振分束镜252相对且方向正交，末端全反射平面镜14与单通道功率放大系统2-4中的偏振分束镜254相对且方向正交，各单通道功率放大系统2-1、2-2、2-3、2-4中的偏振分束镜251、252、253、254分别与各所在光轴成45°夹角并且与所在光轴中各末端全反射平面镜261、262、263、264平行；各末端全反射平面镜261、262、263、264分别与所对应的各棱面全反射镜31、32、33、34相对且平行；入射光轴1-1分别与各单通道功率放大系统的光轴、棱面全反射镜的中心在同一平面内。
本发明入射光轴1-1、单通道功率放大系统2-1、2-3的光轴、棱面全反射镜31、33的中心在同一平面内，在该平面的光路分布示意图如图2所示；入射光轴1-1、单通道功率放大系统2-2、2-4的光轴、棱面全反射镜32、34的中心在同一平面内，在该平面的光路分布示意图如图3所示。
本发明上述所说的主振荡器10、分束镜11、12、13和末端全反射平面镜及SBS相位共轭镜、双凸透镜、放大器、旋转器、偏振分束镜等组成部件属于现有技术。为减少激光介质的热负载、热透镜效应以及热至退偏效应，提高效率，主振荡器10与各放大器都可以采用二极管抽运。
本发明工作原理是：主振荡器10发出的高质量激光光束分别被三个分束镜11、12、13、一个末端全反射平面镜14分成强度相等的四部分光束，分别入射到四路单通道功率放大系统2-1、2-2、2-3、2-4中的各个偏振分束镜251、252、253、254上，经过各个偏振分束镜251、252、253、254反射的偏振光的振动方向垂直与入射面，经过SBS波形畸变补偿和双程放大后，再分别经过各旋转器241、242、243、244分别使四束激光的偏振方向在合束前成一定角度，以免各路光束在合束迭加过程中互相干涉，再分别由四个末端全反射平面镜261、262、263、264反射到反射棱镜3的四个反射面31、32、33、34上经过反射分别输出高光束质量、高光功率的激光，这四束激光传播方向相同，相距较近，传播一定距离后重合为一束光束，从而获得较高光束质量、高光功率的激光输出。
本发明能够由四路单通道功率放大系统2-1、2-2、2-3、2-4获得四束非相干激光迭加合束，具有激光输出功率高、光束质量好的优点。
本发明为了分析四束非相干激光束的光束质量，数值模拟了合成光束的近场及远场的光场分布。每一束激光经过各路功率放大器211、212、213、214放大后，输出高斯光束的激光，合束后激光近场的光场分布如图5所示，从图5中可以看出由棱镜反射后出射的四束激光光斑呈对称分布，光斑区分明显。经过传输一段较远的距离后，光场分布如图6所示，从图6中可以看出四束激光在远场已经合成一束激光，光斑呈现近高斯光束分布。这说明多光束非相干合束可以获得较高光束质量的激光输出。
本发明以上述四路非相干合束MOPA激光系统为例做了介绍。为了增加非相干合束的路数，反射棱镜3可以是多面的，每一表面可以反射一路激光，这样可以实现3路、4路、5路、6路、7路、8路等多束激光合束，可以获得平均功率KW级以上的输出。
Claims (2)
1.一种四路非相干合束MOPA激光输出系统，它由主振荡系统、PCM功率放大系统、反射棱镜组成，其特征是：主振荡系统由主振荡器、多个分束镜、一个末端全反射平面镜组成，分束镜和末端全反射平面镜依次分布在入射光轴上并且与光轴之间成45°夹角；PCM功率放大系统由四路单通道功率放大系统组成，各单通道功率放大系统是由SBS相位共轭镜、双凸透镜、放大器、旋转器、偏振分束镜、末端全反射平面镜组成的单光轴光学系统，各路单通道功率放大系统的光轴相互平行，并以入射光轴为中心轴对称分布在多棱柱形的各条棱边位置，各单通道功率放大系统的末端全反射平面镜分别与其所在光轴成45°夹角，各末端全反射平面镜中心位置与反射棱镜的中心位置共面；所述反射棱镜是由四个棱面全反射镜组成的，各个棱面全反射镜分别与棱镜的多边形底面成45°角形成多棱锥形，各单通道功率放大系统中的偏振分束镜分别与各所在光轴成45°夹角且与所在光轴中各末端全反射平面镜平行；入射光轴中的各分束镜分别与一个单通道功率放大系统中的偏振分束镜相对且方向正交，各末端全反射平面镜分别与所对应的一个棱面全反射镜相对且平行；入射光轴分别与各单通道功率放大系统的光轴、棱面全反射镜的中心在同一平面内。
2.根据权利要求1所述四路非相干合束MOPA激光输出系统，其特征是：入射光轴、单通道功率放大系统2-1、2-3的光轴、棱面全反射镜31、33的中心在同一平面内；入射光轴、单通道功率放大系统2-2、2-4的光轴、棱面全反射镜32、34的中心在同一平面内。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104682188A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-06-03 | 吕志伟 | 基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器 |
| CN104882771A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-02 | 吕志伟 | 大能量高功率sbs组束方法及组束激光器 |
| CN110426346A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-08 | 南京信息工程大学 | 一种运用于libs中调节激光光束能量的装置 |
| CN112490837A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-03-12 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种四路相干合成激光器 |
| CN113346337A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-03 | 中国航空制造技术研究院 | 一种高峰值功率脉冲激光相干合成装置 |
| CN113346336A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-03 | 中国航空制造技术研究院 | 一种自准直共口径激光偏振合成装置 |
| CN113991407A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-28 | 河北工业大学 | 一种输出横场可控的布里渊放大组束方法及装置 |
-
2006
- 2006-02-28 CN CN 200610044456 patent/CN1848555A/zh active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104682188A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-06-03 | 吕志伟 | 基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器 |
| CN104682188B (zh) * | 2015-03-31 | 2017-10-31 | 吕志伟 | 基于受激布里渊散射的模块化非共线串行组束激光器 |
| CN104882771A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-02 | 吕志伟 | 大能量高功率sbs组束方法及组束激光器 |
| CN110426346A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-08 | 南京信息工程大学 | 一种运用于libs中调节激光光束能量的装置 |
| CN112490837A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-03-12 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种四路相干合成激光器 |
| CN112490837B (zh) * | 2020-12-14 | 2024-04-02 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种四路相干合成激光器 |
| CN113346337A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-03 | 中国航空制造技术研究院 | 一种高峰值功率脉冲激光相干合成装置 |
| CN113346336A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-03 | 中国航空制造技术研究院 | 一种自准直共口径激光偏振合成装置 |
| CN113991407A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-28 | 河北工业大学 | 一种输出横场可控的布里渊放大组束方法及装置 |
| CN113991407B (zh) * | 2021-10-28 | 2023-08-08 | 河北工业大学 | 一种输出横场可控的布里渊放大组束方法及装置 |
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