CN204992238U - 激光放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光放大器，其包括由激光依次穿过的皮秒种子源、整形系统和复合板条及相对反转对称设置在复合板条两侧的第一泵浦装置和第二泵浦装置，第一泵浦装置包括与复合板条平行设置的第一垂直聚焦透镜、第一1/2波片和第一LD泵浦源，复合板条与第一1/2波片相对设置在第一垂直聚焦透镜的两侧，第一垂直聚焦透镜和第一LD泵浦源相对设置在第一1/2波片的两侧，第二泵浦装置包括与复合板条平行设置的第二垂直聚焦透镜、第二1/2波片和第二LD泵浦源，复合板条与第二1/2波片相对设置在第二垂直聚焦透镜的两侧，第二垂直聚焦透镜和第二LD泵浦源相对设置在第二1/2波片的两侧。本实用新型的第一泵浦装置和第二泵浦装置分别相对反转对称设置在复合板条两侧，从而实现了增益和光程补偿，结构紧凑。

Description

激光放大器

技术领域

本实用新型涉及一种激光放大器。

背景技术

激光放大器是指利用光的受激辐射进行光的能量(功率)放大的器件。通过采用激光放大器，可以在获得高的激光能量或功率时而又保持激光的质量(包括脉宽、线宽、偏振特性等)。常用于可控核聚变、核爆模拟、超远激光测距等重大技术中的高功率激光系统。目前所使用的激光放大器由于其散热效果不佳，从而使得增益较低，另外，现有的激光放大器在使用时由于需要在泵浦面实现内全反射，所以造成了泵浦面的应力形变，以致光束质量恶化。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的激光放大器，使其更具有产业上的利用价值。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种可实现了增益和光程补偿，且结构紧凑的激光放大器。

本实用新型的一种激光放大器，包括由激光依次穿过的皮秒种子源、整形系统和复合板条及相对反转对称设置在复合板条两侧的第一泵浦装置和第二泵浦装置，所述第一泵浦装置包括与所述复合板条平行设置的第一垂直聚焦透镜、第一1/2波片和第一LD泵浦源，所述复合板条与第一1/2波片相对设置在第一垂直聚焦透镜的两侧，所述第一垂直聚焦透镜和第一LD泵浦源相对设置在第一1/2波片的两侧，所述第二泵浦装置包括与所述复合板条平行设置的第二垂直聚焦透镜、第二1/2波片和第二LD泵浦源，所述复合板条与第二1/2波片相对设置在第二垂直聚焦透镜的两侧，所述第二垂直聚焦透镜和第二LD泵浦源相对设置在第二1/2波片的两侧。

进一步的，所述第一泵浦装置和第二泵浦装置相对反转角度为180°。

进一步的，所述复合板条包括两块掺杂有Nd:YVO4的第一板体和两块第二板体，其中一块第二板体和一块第一板体前后键合形成左板体，另外一块第一板体和第二板体前后键合形成右板体，所述左板体和右板体左右键合，且所述左板体内的第二板体和右板体内的第二板体前后相错设置，所述左板体内的第一板体和右板体内的第一板体相接，所述复合板条包括相对设置的上表面和下表面、相对设置的左侧面和右侧面及相对设置的前端面和后端面，所述上表面和下表面为粗糙面，所述左侧面和右侧面为呈对称设置的倾斜面，所述前端面和后端面中第二板体的部分为粗糙面，所述倾斜面上贴附有激光增透膜，所述前端面和后端面中第一板体的部分贴附有激光增透膜。

进一步的，所述倾斜面的倾斜角度为5°。

进一步的，所述第一板体尺寸为10mm×3mm×1mm，所述第二板体尺寸为10mm×2mm×1mm。

进一步的，所述第一泵浦装置和第二泵浦装置相错设置在所述复合板条的两侧，且分别位于靠近第二板体的一侧。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：由于本实用新型的激光放大器的第一泵浦装置和第二泵浦装置分别相对反转对称设置在复合板条两侧，从而实现了增益和光程补偿，且该激光放大器结构紧凑。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型激光放大器的示意图；

图2是图1中复合板条的俯视图；

图3是图2所示的复合板条的主视图；

图4是图2所示的复合板条的后视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1至图4，本实用新型一较佳实施例所述的一种激光放大器包括由激光10依次穿过的皮秒种子源1、整形系统2和复合板条3及相对反转对称设置在复合板条3两侧的第一泵浦装置4和第二泵浦装置5。所述第一泵浦装置4和第二泵浦装置5相对反转角度为180°。所述第一泵浦装置4包括与所述复合板条3平行设置的第一垂直聚焦透镜41、第一1/2波片42和第一LD泵浦源43，所述复合板条3与第一1/2波片42相对设置在第一垂直聚焦透镜41的两侧，所述第一垂直聚焦透镜41和第一LD泵浦源43相对设置在第一1/2波片42的两侧。所述第二泵浦装置5包括与所述复合板条3平行设置的第二垂直聚焦透镜51、第二1/2波片52和第二LD泵浦源53，所述复合板条3与第二1/2波片52相对设置在第二垂直聚焦透镜51的两侧，所述第二垂直聚焦透镜51和第二LD泵浦源53相对设置在第二1/2波片52的两侧。

所述复合板条3包括两块掺杂有Nd:YVO4的第一板体31和两块第二板体32，所述第二板体材质为YVO4，其中一块第二板体32和一块第一板体31前后键合形成左板体33，另外一块第一板体31和第二板体32前后键合形成右板体34，所述左板体33和右板体34左右键合，且所述左板体33内的第二板体32和右板体34内的第二板体32前后相错设置，所述左板体33内的第一板体31和右板体34内的第一板体31相接。所述复合板条3包括相对设置的上表面61和下表面62、相对设置的左侧面63和右侧面64及相对设置的前端面65和后端面66，所述上表面61和下表面62为粗糙面，所述左侧面63和右侧面64为呈对称设置的倾斜面，所述前端面65和后端面66中第二板体32的部分为粗糙面，所述倾斜面上贴附有激光增透膜(未标号)，所述前端面65和后端面66中第一板体31的部分贴附有激光增透膜(未标号)。由于上述复合板条3的上表面61和下表面62、前端面65和后端面66中第二板体32的部分均为粗糙面，左侧面63和右侧面64为呈对称设置的倾斜面，且倾斜面上贴附有激光增透膜，而前端面65和后端面66中第一板体31的部分也贴附有激光增透膜，使得该复合板条3无平行光洁面，从而可以抑制寄生振荡。在本实施例中，上述复合板条3的上表面61和下表面62、前端面65和后端面66中第二板体32的部分均通过使用打毛处理使得其成为粗糙面。

在本实施例中，倾斜面的倾斜角度为5°，从而进一步可避免寄生振荡。所述第一板体31尺寸为10mm×3mm×1mm，所述第二板体32尺寸为10mm×2mm×1mm，所述第一板体31掺杂Nd:YVO4的浓度为1at.％。所述第一泵浦装置4和第二泵浦装置5相错设置在所述复合板条3的两侧，且分别位于靠近第二板体32的一侧，其中，将第一泵浦装置4与左板体33划分为A区域，将第二泵浦装置5与右板体34划分为B区域。

上述激光放大器的工作原理如下：复合板条3通过上表面61和下表面62进行冷却，此时采两根相同的bar条穿过复合板条3，通过控制第一泵浦装置4和第二泵浦装置5的LD的温度可以将泵浦吸收深度控制在1mm。由于A区域与B区域完全对称，放大的激光10整形后先后通过A、B区域的泵浦吸收位置，A区域的泵浦吸收状态与B区域相对反转了180度，这样放大的激光在A区域靠近泵浦的位置增益较高，且由热效应导致的光程差较大；当激光10继续通过B区域放大时，激光10的另外一侧获得较高的增益，并产生与A区域类似的光程差，实现增益与光程差的补偿。该方法与略入射板条实现激光放大的方式相比，散热效果更佳，因此可以在更小的区域泵浦更高的功率，获得更高的增益。另外，由于不需要在泵浦面实现内全反射，亦可以避免泵浦面的应力形变造成的激光光束质量恶化。

通过利用复合板条3使得结构简单可靠，其可以保持略入射板条放大技术的光束质量改善特性；与略入射板条放大技术相比，可以提升冷却效果进一步提高泵浦功率密度，从而提升激光放大器的增益，又可以避免由于略入射面由强泵浦造成的应力形变而导致的激光光束质量恶化，而与双端泵浦的板条放大器相比，由于采用的复合板条3中不存在平行面，亦可以避免寄生振荡，可以采用比双端泵浦更高的功率密度来泵浦。

上述激光放大器可实现极高增益，其结构紧凑，同时该激光放大器可以保证高激光光束质量的激光输出，整体上，实现几十瓦级，成本低廉，结构紧凑，激光光束质量优异，可以在激光加工领域创造巨大的市场价值。

综上所述，由于上述激光放大器的第一泵浦装置4和第二泵浦装置5分别相对反转对称设置在复合板条3两侧，从而实现了增益和光程补偿。

另外，由于上述复合板条3的上表面61和下表面62、前端面65和后端面66中第二板体32的部分均为粗糙面，左侧面63和右侧面64为呈对称设置倾斜面，且倾斜面上贴附有激光增透膜，而前端面65和后端面66中第一板体31的部分也贴附有激光增透膜，使得该复合板条3无平行光洁面，从而可以抑制寄生振荡，进而使得使用该复合板条3的激光放大器可以采用功率更高的泵浦装置，以提高增益。又，由于第一泵浦装置4和第二泵浦装置5相错设置在所述复合板条3的两侧，且分别位于靠近第二板体32的一侧，从而使得该激光放大器结构紧凑。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种激光放大器，其特征在于：包括由激光依次穿过的皮秒种子源、整形系统和复合板条及相对反转对称设置在复合板条两侧的第一泵浦装置和第二泵浦装置，所述第一泵浦装置包括与所述复合板条平行设置的第一垂直聚焦透镜、第一1/2波片和第一LD泵浦源，所述复合板条与第一1/2波片相对设置在第一垂直聚焦透镜的两侧，所述第一垂直聚焦透镜和第一LD泵浦源相对设置在第一1/2波片的两侧，所述第二泵浦装置包括与所述复合板条平行设置的第二垂直聚焦透镜、第二1/2波片和第二LD泵浦源，所述复合板条与第二1/2波片相对设置在第二垂直聚焦透镜的两侧，所述第二垂直聚焦透镜和第二LD泵浦源相对设置在第二1/2波片的两侧。

2.根据权利要求1所述的激光放大器，其特征在于：所述第一泵浦装置和第二泵浦装置相对反转角度为180°。

3.根据权利要求1所述的激光放大器，其特征在于：所述复合板条包括两块掺杂有Nd:YVO4的第一板体和两块第二板体，其中一块第二板体和一块第一板体前后键合形成左板体，另外一块第一板体和第二板体前后键合形成右板体，所述左板体和右板体左右键合，且所述左板体内的第二板体和右板体内的第二板体前后相错设置，所述左板体内的第一板体和右板体内的第一板体相接，所述复合板条包括相对设置的上表面和下表面、相对设置的左侧面和右侧面及相对设置的前端面和后端面，所述上表面和下表面为粗糙面，所述左侧面和右侧面为呈对称设置的倾斜面，所述前端面和后端面中第二板体的部分为粗糙面，所述倾斜面上贴附有激光增透膜，所述前端面和后端面中第一板体的部分贴附有激光增透膜。

4.根据权利要求3所述的激光放大器，其特征在于：所述倾斜面的倾斜角度为5°。

5.根据权利要求3所述的激光放大器，其特征在于：所述第一板体尺寸为10mm×3mm×1mm，所述第二板体尺寸为10mm×2mm×1mm。

6.根据权利要求3所述的激光放大器，其特征在于：所述第一泵浦装置和第二泵浦装置相错设置在所述复合板条的两侧，且分别位于靠近第二板体的一侧。