CN203150893U - 多通板条激光放大器 - Google Patents

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孙哲
陈欣
雷訇
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Abstract

多通板条激光放大器，属于激光放大器。包括板条激光增益介质、泵浦源、泵浦耦合系统、板条激光增益介质、两片柱面镜、反射结构。本实用新型抑制了寄生振荡，提高种子激光的功率密度，泵浦激光功率密度和利用率，减小了热透镜效应对光束质量的影响，提高了种子激光的放大效率，能够实现高能量、高光束质量的放大激光输出。

Description

多通板条激光放大器
技术领域
本实用新型涉及固体激光放大器，尤其涉及多通板条激光放大器，在工业领域和军事领域有广泛的应用，属于激光放大器技术领域。
背景技术
随着激光技术的不断发展，对激光器输出能量的要求越来越高，同时要求激光器整机结构紧凑。本发明设计了一种结构简单、紧凑的多通板条激光放大器，能够实现小信号或大信号，脉冲或连续种子激光放大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构紧凑、高能量和高光束质量激光放大的多通板条激光放大器。本发明是一种半导体侧面泵浦板条多通激光放大器，具体为一种可以实现小信号或大信号，脉冲或连续种子激光放大的激光放大器结构。所述的半导体侧面泵浦板条多通激光放大器包括板条激光增益介质、泵浦源、泵浦耦合系统、板条激光增益介质、两片柱面镜、反射结构组成。抑制了寄生振荡，提高种子激光的功率密度，泵浦激光功率密度和利用率，减小了热透镜效应对光束质量的影响，提高了种子激光的放大效率，能够实现高能量、高光束质量的放大激光输出。
为了实现上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：多通板条激光放大器包括梯形板条激光增益介质（1）、泵浦源（2）、泵浦耦合系统（3）、两片柱面镜（4）、反射结构（5）；所述的泵浦源为单个半导体巴条或多个半导体堆栈；
所述的两片柱面镜焦距相等，到激光增益介质中心的距离等于柱面镜的焦距。梯形板条激光增益介质（1）、泵浦源（2）、泵浦耦合系统（3）、两片柱面镜（4）、反射结构（5）的中心位于同一高度，泵浦耦合系统（3）位于梯形板条激光增益介质（1）和泵浦源（2）中间，在水平方向上，梯形板条激光增益介质（1）和泵浦耦合系统（3）的之间的间距与泵浦耦合系统（3）的焦距一致，泵浦耦合系统将半导体泵浦光聚焦进入激光增益介质；两片柱面镜（4）分别位于梯形板条激光增益介质（1）两斜面旁边，梯形板条激光增益介质（1）和两片柱面镜（4）的间距，与两片柱面镜（4）的焦距一致，反射结构（5）在柱面镜（4）远离梯形板条激光增益介质（1）的一端，保证光线每次能够通过柱面镜（4）入射到反射结构（5）上然后再通过柱面镜（4）反射到梯形板条激光增益介质1下表面，种子激光通过梯形板条激光增益介质的两个斜面进行放大。
所述的反射结构（5）由全反镜或90度棱镜组成，根据多通放大次数需要选择组成结构和使用个数。
所述的激光增益介质是Nd:YVO4、Nd:YLF、Nd:GdVO4、Yb:YAG或Nd:YAG的梯形结构板条。
与现有多通板条激光放大器的结构相比，本实用新型有以下两个优点：1）结构紧凑简单，激光放大器只有梯形板条激光增益介质、泵浦源、泵浦耦合系统、板条激光增益介质、两片柱面镜、反射结构组成。2）放大效率高，通过使用一对焦距相同的柱透镜将每一通种子激光进行压缩，提高种子激光功率密度，提高放大效率。通过调整泵浦耦合系统，改变半导体泵浦光聚焦光斑大小，使其与经柱面镜聚焦后种子光直径相匹配，提高泵浦光功率密度和利用效率，减小了热透镜效应对光束质量的影响。梯形板条激光增益介质可以有效的抑制寄生振荡，减少了能量损耗。
附图说明
图1是本实用新型多通板条激光放大器的一种五通放大结构图；
图2是本实用新型多通板条激光放大器的一种三通放大结构图；
图3是本实用新型多通板条激光放大器的一种七通放大结构图；
图4是本实用新型多通板条激光放大器的一种五通放大结构图；
图5是本实用新型多通板条激光放大器的一种五通放大结构图；
图6是本实用新型多通板条激光放大器的一种五通放大结构图。
具体实施方式
下面结合附图1至图6对本实用新型作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
参阅图1，图1是本实用新型多通板条激光放大器的一种五通放大实施例结构图。由图1可见，本实用新型由梯形板条激光增益介质1、泵浦源2、泵浦耦合系统3、两片柱面镜4、反射结构5组成。它们的相对位置是，在高度方向上，梯形板条激光增益介质1、泵浦源2、泵浦耦合系统3、两片柱面镜4、反射结构5均处于同一中心高度；在水平方向上，梯形板条激光增益介质1和泵浦耦合系统3的间距，与泵浦耦合系统3的焦距一致，泵浦源2和泵浦耦合系统3的间距大小任意，梯形板条激光增益介质1和两片柱面镜4的间距，与两片柱面镜4的焦距一致，左侧柱面镜4的倾斜角与左侧入射的光线保持近90度，右侧柱面镜4的倾斜角与右侧出射的光线保持近90度，反射结构5包括四片全反镜，左右两侧的两片全反镜夹角略小于90度，保证将光线每次以不同角度反射到梯形板条激光增益介质1下表面中心位置，具体夹角由梯形板条激光增益介质1具体尺寸和多通放大次数决定。
所述的激光增益介质结构是梯形结构的板条结构，种子激光通过梯形板条激光增益介质的两个斜面进行放大。
所述的激光增益介质是Nd:YVO4、Nd:YLF、Nd:GdVO4、Yb:YAG或Nd:YAG。
所述的两片柱面镜焦距相等，到激光增益介质中心的距离等于柱面镜的焦距，使种子激光聚焦焦点位于激光增益介质下表面附近。种子激光直径焦距大小，根据聚焦后的种子激光大小选择，保证聚焦放大后的种子激光功率密度低于激光增益介质的损伤阈值。
所述的泵浦源为单个半导体巴条或多个半导体堆栈。
所述的泵浦耦合系统将半导体泵浦光聚焦进入激光增益介质，其中聚焦光斑大小与种子激光直径相同，以此匹配种子激光直径和泵浦光的大小，减小了热透镜效应对光束质量的影响。
所述的反射结构由四片45度全反镜组成，根据种子激光直径和激光多通放大次数，确定梯形板条激光增益介质、两片柱面镜和45度全反镜具体尺寸大小。
下面具体介绍图1中种子激光的五通放大过程：种子激光经左侧柱面镜4压缩后，由左侧掠入射进入梯形板条激光增益介质1，其中，入射角度远大于激光增益介质的内全反射角。种子激光在梯形板条激光增益介质1下表面聚焦并发生全反射，由右侧出射，通过右侧柱面镜4后种子激光被准直，实现一通放大。种子激光经右侧两片45度全反镜5反射，通过右侧柱面镜4被聚焦到梯形板条激光增益介质1下表面，经左侧柱面镜4被准直，实现二通放大。种子激光经左侧两片45度全反镜5反射，再次通过左侧柱面镜4、梯形板条激光增益介质1和右侧柱面镜4，实现三通放大。同理，再次分别经过45度全反镜5反射、两侧柱面镜4和梯形板条激光增益介质1，实现四通和五通放大。五通放大后的种子激光最后从右侧两片45度全反镜5中间出射。
三通和七通放大的实施例结构图如图2和图3所示，其原理与具体所述的五通放大相同，元件相对结构位置也与五通放大基本相同，只有反射结构5中，左右两侧两片全反镜的夹角，要根据梯形板条激光增益介质1具体尺寸和多通放大次数决定。图4至图6为可行的、反射结构不同的多通板条激光放大器的一种五通放大实施例结构图，其原理与具体所述的五通放大相同。图4至图6中，梯形板条激光增益介质1、泵浦源2、泵浦耦合系统3、两片柱面镜4的相对结构位置与五通放大相同。图4中反射结构5包括8片全反镜，左右两侧各4片，每2片全反镜构成一组，每组夹角均小于90度，保证将光线每次以不同角度反射到梯形板条激光增益介质1下表面中心位置，具体夹角由梯形板条激光增益介质1具体尺寸和多通放大次数决定。图5中反射结构5包括4片全反镜，左右两侧各2片，分别保证90度夹角，保证每条反射光线均以相同角度反射到梯形板条激光增益介质1下表面。图6中反射结构5包括4块90度棱镜，左右两侧各2块，保证每条反射光线均以相同角度反射到梯形板条激光增益介质1下表面。
本实用新型设计了一种结构紧凑的多通板条激光放大器，抑制了寄生振荡，提高种子激光的功率密度，泵浦激光功率密度和利用率，匹配了种子激光直径和泵浦光的大小，减小了热透镜效应对光束质量的影响，提高了种子激光的放大效率，能够实现高能量、高光束质量的放大激光输出。

Claims (3)

1.多通板条激光放大器，其特征在于，包括梯形板条激光增益介质（1）、泵浦源（2）、泵浦耦合系统（3）、两片柱面镜（4）、反射结构（5）；所述的泵浦源为单个半导体巴条或多个半导体堆栈； 
所述的两片柱面镜焦距相等，到激光增益介质中心的距离等于柱面镜的焦距，梯形板条激光增益介质（1）、泵浦源（2）、泵浦耦合系统（3）、两片柱面镜（4）、反射结构（5）的中心位于同一高度，泵浦耦合系统（3）位于梯形板条激光增益介质（1）和泵浦源（2）中间，在水平方向上，梯形板条激光增益介质（1）和泵浦耦合系统（3）的之间的间距与泵浦耦合系统（3）的焦距一致，泵浦耦合系统将半导体泵浦光聚焦进入激光增益介质；两片柱面镜（4）分别位于梯形板条激光增益介质（1）两斜面旁边，梯形板条激光增益介质（1）和两片柱面镜（4）的间距，与两片柱面镜（4）的焦距一致，反射结构（5）在柱面镜（4）远离梯形板条激光增益介质（1）的一端，保证光线每次能够通过柱面镜（4）入射到反射结构（5）上然后再通过柱面镜（4）反射到梯形板条激光增益介质（1）表面，种子激光通过梯形板条激光增益介质的两个斜面进行放大。 
2.按照权利要求1的多通板条激光放大器，其特征在于，所述的反射结构（5）由全反镜或90度棱镜组成。 
3.按照权利要求1的多通板条激光放大器，其特征在于，所述的激光增益介质是Nd:YVO4、Nd:YLF、Nd:GdVO4、Yb:YAG或Nd:YAG的梯形结构板条。 
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103490270A (zh) * 2013-09-11 2014-01-01 上海交通大学 屋脊结构片状反射式激光放大器
CN104577687A (zh) * 2015-01-04 2015-04-29 中国科学院上海光学精密机械研究所 1030nm全固态激光器
CN104638507A (zh) * 2015-02-08 2015-05-20 北京工业大学 一种基于体布拉格光栅选模的互易式增益光栅自适应激光器
CN105529602A (zh) * 2016-01-27 2016-04-27 北京工业大学 一种抑制掠入射板条增益介质内部寄生振荡的方法
CN106785869A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种基于板条角度选通多通放大超荧光光源
CN107017545A (zh) * 2017-06-14 2017-08-04 北京工业大学 一种提高Nd:YAG激光器输出特性的方法及装置
CN113594840A (zh) * 2021-09-30 2021-11-02 四川光天下激光科技有限公司 一种多程放大系统的种子光光路结构

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103490270A (zh) * 2013-09-11 2014-01-01 上海交通大学 屋脊结构片状反射式激光放大器
CN103490270B (zh) * 2013-09-11 2015-12-23 上海交通大学 屋脊结构片状反射式激光放大器
CN104577687A (zh) * 2015-01-04 2015-04-29 中国科学院上海光学精密机械研究所 1030nm全固态激光器
CN104638507A (zh) * 2015-02-08 2015-05-20 北京工业大学 一种基于体布拉格光栅选模的互易式增益光栅自适应激光器
CN105529602A (zh) * 2016-01-27 2016-04-27 北京工业大学 一种抑制掠入射板条增益介质内部寄生振荡的方法
CN106785869A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种基于板条角度选通多通放大超荧光光源
CN106785869B (zh) * 2016-12-30 2023-03-31 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种基于板条角度选通多通放大超荧光光源
CN107017545A (zh) * 2017-06-14 2017-08-04 北京工业大学 一种提高Nd:YAG激光器输出特性的方法及装置
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