CN204517141U - 高重频单纵模激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高重频单纵模激光器，沿着光路方向依次设置单纵模固体激光器(1)、第一法拉第光隔离器(2)、扩束镜(3)、第二法拉第光隔离器(4)、第一放大器(5)、第一空间滤波器(6)、第二放大器(7)、第二空间滤波器(8)、第三放大器(9)、第三法拉第光隔离器(10)和位相共轭镜(11)。本实用新型提供的高重频单纵模激光器输出能量稳定，采用了位相共轭、像传递、热退偏补偿及消可在很宽的动态范围内运转除激光器自激等关键技术，获得了较高的光束质量，同时提高了激光输出的功率密度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高重复频率大能量单纵模激光器，尤其涉及一种高重频单纵模激光器，属于激光器领域。
背景技术
高重复频率大能量单纵模激光器具有窄线宽、光滑的空间和时间波形，高重复频率和高峰值功率，是各种科学研究工作非常有用的光源。实现高重复频率大能量单纵模Q输出主要有两种方法：1)单纵模种子源注入伺服非稳谐振腔，利用扫频技术，产生单纵模激光，再经数级放大形成大能量激光输出。此方法伺服反馈系统复杂，容易失谐。高重复频率状态工作时，热效应引起应力双折射，影响光束的质量。2)结合像传递和位相共轭技术的MOPA系统直接以高稳定的激光二极管(LD)抽运单纵模激光器作为主振荡器，舍弃伺服谐振腔，完全消除了传统的种子注入方案种子频率和伺服谐振腔频率失谐、单纵模几率下降问题，为放大级提供高光束质量的抽运源。利用像传递、位相共轭及双通放大技术，保证振荡级光束经放大后仍具有相同的光束质量。光束会聚、波前畸变和热致双折射造成的退偏问题很小，因此激光器可在很宽的动态范围内运转，并保持高光束质量的单纵模激光输出。此类MOPA系统是近年来激光技术领域中十分重要的前沿研究分支，国内外在这方面的理论和实验工作，但国内没有形成产品。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。
本实用新型提供了一种高重频单纵模激光器，沿着光路方向依次设置单纵模固体激光器、第一法拉第光隔离器、扩束镜、第二法拉第光隔离器、第一放大器、第一空间滤波器、第二放大器、第二空间滤波器、第三放大器、第三法拉第光隔离器和位相共轭镜，所述单纵模固体激光器和第一法拉第光隔离器之间设置有第一偏振片，所述扩束镜和第二法拉第光隔离器之间设置有第二偏振片，所述第二法拉第光隔离器和第一放大器之间顺着光路方向依次设置有第三偏振片、第四偏振片和第五偏振片。
优选的，上述第一法拉第光隔离器出射光方向设置有第一旋光器，所述第二法拉第光隔离器出射光方向设置有第二旋光器。
优选的，上述第一旋光器和第二旋光器均为石英旋光器。
优选的，上述第四偏振片和第五偏振片之间设置有多个反光镜。
优选的，上述单纵模固体激光器和第一偏振片之间还设置有一二分之一波片。
优选的，上述第一放大器和第一空间滤波器之间设置有第一凸透镜，第一空间滤波器和第二放大器之间设置有第二凸透镜，第二放大器和第二空间滤波器之间设置有第三凸透镜，第二空间滤波器和第三放大器之间设置有第四凸透镜，第三法拉第光隔离器和位相共轭镜之间设置有第五凸透镜。
本实用新型提供的高重频单纵模激光器输出能量稳定，采用了位相共轭、像传递、热退偏补偿及消可在很宽的动态范围内运转除激光器自激等关键技术，获得了较高的光束质量，同时提高了激光输出的功率密度。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
附图标记：1-单纵模固体激光器；2-第一法拉第光隔离器；3-扩束镜；4-第二法拉第光隔离器；5-第一放大器；6-第一空间滤波器；7-第二放大器；8-第二空间滤波器；9-第三放大器；10-第三法拉第光隔离器；11-位相共轭镜；21-第一偏振片；22-第二偏振片；23-第三偏振片；24-第四偏振片；25-第五偏振片；31-第一凸透镜；32-第二凸透镜；33-第三凸透镜；34-第四凸透镜；35-第五凸透镜；41-第一旋光器；42-第二旋光器。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
本实用新型提供的高重频单纵模激光器如图1所示，沿着光路方向依次设置单纵模固体激光器1、第一法拉第光隔离器2、扩束镜3、第二法拉第光隔离器4、第一放大器5、第一空间滤波器6、第二放大器7、第二空间滤波器8、第三放大器9、第三法拉第光隔离器10和位相共轭镜11，单纵模固体激光器1和第一法拉第光隔离器2之间设置有第一偏振片21，扩束镜3和第二法拉第光隔离器4之间设置有第二偏振片22，第二法拉第光隔离器4和第一放大器5之间顺着光路方向依次设置有第三偏振片23、第四偏振片24和第五偏振片25。
其中，第一法拉第光隔离器2出射光方向设置有第一旋光器41，第二法拉第光隔离器4出射光方向设置有第二旋光器42。第一旋光器41和第二旋光器42均为石英旋光器。第四偏振片24和第五偏振片25之间设置有多个反光镜。单纵模固体激光器1和第一偏振片21之间还设置有一二分之一波片。第一放大器5和第一空间滤波器6之间设置有第一凸透镜31，第一空间滤波器6和第二放大器7之间设置有第二凸透镜32，第二放大器7和第二空间滤波器8之间设置有第三凸透镜33，第二空间滤波器8和第三放大器9之间设置有第四凸透镜34，第三法拉第光隔离器10和位相共轭镜11之间设置有第五凸透镜35。
本实用新型提供的高重频单纵模激光器，其工作原理是：单纵模固体激光器1DPSL输出的激光束经法拉第光隔离器、扩束、整形成近平顶轮廓的波形。利用像传递技术，经4f系统逐级传递，保持光束直径和发散角不变。不论重复频率、抽运能量等热负载条件如何变化，光束通过三级放大器后具有相同的热负载环境。线偏振光经第一级后，热致双折射产生的径向和切向偏振分量由两级间的石英偏振旋转器Rt3交换90b进入第二级，与其产生的退偏影响相抵消。从第三级出来的光束经45b法拉第光隔离器进入受激布里渊散射(SBS)池。因位相共轭和像传递的作用，反射光束精确地按入射光束相同的路径，再次通过法拉第光隔离器，径向和切向偏振分量交换90b经过第三级放大，使自身产生的热退偏抵消。反向通过前两个放大级恢复到放大前的波面，成为与入射光正交的线偏振光经P5，P6输出。像传递与位相共轭技术的结合，补偿了热影响及工作物质不均匀放大带来的各种光束质量缺陷、位相畸变、应力双折射造成的退偏、双焦点等影响。输出光束在激光器外的像位置处，将是近衍射极限、时间空间波形光滑的近平顶轮廓光束。
本实用新型提供的高重频单纵模激光器输出能量稳定，采用了位相共轭、像传递、热退偏补偿及消可在很宽的动态范围内运转除激光器自激等关键技术，获得了较高的光束质量，同时提高了激光输出的功率密度。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种高重频单纵模激光器，其特征在于：所述激光器沿着光路方向依次设置单纵模固体激光器(1)、第一法拉第光隔离器(2)、扩束镜(3)、第二法拉第光隔离器(4)、第一放大器(5)、第一空间滤波器(6)、第二放大器(7)、第二空间滤波器(8)、第三放大器(9)、第三法拉第光隔离器(10)和位相共轭镜(11)，所述单纵模固体激光器(1)和第一法拉第光隔离器(2)之间设置有第一偏振片(21)，所述扩束镜(3)和第二法拉第光隔离器(4)之间设置有第二偏振片(22)，所述第二法拉第光隔离器(4)和第一放大器(5)之间顺着光路方向依次设置有第三偏振片(23)、第四偏振片(24)和第五偏振片(25)。
2.根据权利要求1所述的高重频单纵模激光器，其特征在于：所述第一法拉第光隔离器(2)出射光方向设置有第一旋光器(41)，所述第二法拉第光隔离器(4)出射光方向设置有第二旋光器(42)。
3.根据权利要求2所述的高重频单纵模激光器，其特征在于：所述第一旋光器(41)和第二旋光器(42)均为石英旋光器。
4.根据权利要求1所述的高重频单纵模激光器，其特征在于：所述第四偏振片(24)和第五偏振片(25)之间设置有多个反光镜。
5.根据权利要求1所述的高重频单纵模激光器，其特征在于：所述单纵模固体激光器(1)和第一偏振片(21)之间还设置有一二分之一波片。
6.根据权利要求1-5之一所述的高重频单纵模激光器，其特征在于：所述第一放大器(5)和第一空间滤波器(6)之间设置有第一凸透镜(31)，第一空间滤波器(6)和第二放大器(7)之间设置有第二凸透镜(32)，第二放大器(7)和第二空间滤波器(8)之间设置有第三凸透镜(33)，第二空间滤波器(8)和第三放大器(9)之间设置有第四凸透镜(34)，第三法拉第光隔离器(10)和位相共轭镜(11)之间设置有第五凸透镜(35)。
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