CN209344509U - 紧凑型二程线性放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种紧凑型二程线性放大器，包括放大部件、两个相对设置的曲面镜、光入转向部件、光出转向部件，所述放大部件位于两个曲面镜之间的共焦点或共焦点的邻近部位，所述放大部件中设有增益介质，两个所述曲面镜的中心法线分别与所述放大部件的中心线共线或设置在放大部件中心线的邻近处，两个曲面镜之间的距离为其曲面聚焦焦距之和或邻近值，两个或其中一个曲面镜上设有防止寄身振荡产生的结构。本实用新型通过设置两个曲面反射镜和转折光学部件，使得光束二次经过放大部件进行放大时，能够保持较小的夹角，有效地和泵浦区域重叠，具有结构简单、安装紧凑稳固、能量效率高、光束保真度好的优点。

Description

紧凑型二程线性放大器

技术领域

本实用新型涉及放大器技术领域，具体涉及一种紧凑型放大器。

背景技术

激光放大器的主要作用是对激光光束进行放大。主要功能是为了产生或达到应用所需要的功率或者脉冲能量，是一种被广泛应用的激光器件。激光放大器主要分为再生放大器和线性放大器二种。再生放大器是利用一个或多个谐振腔体，通过激光光束的引入，对激光束进行多次来回放大，在达到一定的峰值脉冲能量时，将其导出，达到放大激光脉冲能量的目的。通过再生放大器进行放大激光脉冲所能够达到的最佳脉冲能量或平均功率，一般来说在10瓦左右。线性放大器是通过安排激光束穿过放大介质单次过程或多次过程时进行单次或多次放大。一般可达到比再生放大器大更高的平均输出功率，如百瓦，千瓦，或万瓦级别，在固体或光纤大功率激光应用中，线性放大器的应用比较广泛。固体激光放大器中，使用多程放大可以达到较高的输出功率。因此，多程激光放大器备受重视。

一般的多程放大器，比较多的是二程放大，二程以上的放大过程在简单的设计中比较难实现。主要原因是二程以上的放大，很难将放大的光束来回引入到放大介质的有效泵浦区域并重叠很好，相互间很难保持较小的夹角并达到较高的放大器效率。采用板状为放大器介质，引导激光在板条内多次来回经过有效放大区域的激光放大器，大多数是单程经过局部的有效放大区域，部分地解决了大功率放大器的需求。然而，这种板条放大器能够输出的激光束质量差，放大器的总体效率低。

Sterling Backus曾经在1995年申请美国专利，对一种使用三个镜子就能够有效地对激光束进行多次的来回放大，并达到较高的放大器效率。然而，他所用的方法对光学镜片的要求较高，并对50瓦以上高功率输出要求来说，比较难达到。因此，需要一种结构简单、操作方便、对光学镜片要求低的多程放大器。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种紧凑型二程线性放大器，通过设置两个曲面反射镜和转折光学部件，使得光束二次经过放大部件进行放大时，能够保持较小的夹角，有效地和泵浦区域重叠，具有结构简单、安装紧凑稳固、能量效率高、光束保真度好的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种紧凑型二程线性放大器，包括放大部件、两个相对设置的曲面镜、光入转向部件、光出转向部件，所述放大部件位于两个曲面镜之间的共焦点或共焦点的邻近部位，所述放大部件中设有增益介质，两个所述曲面镜的中心法线分别与所述放大部件的中心线共线或设置在放大部件中心线的邻近处，两个曲面镜之间的距离为其曲面聚焦焦距之和或邻近值，两个或其中一个曲面镜上设有防止寄身振荡产生的结构，所述光入转向部件和光出转向部件设置在两个曲面镜之间并位于所述放大部件的一侧。

优选的是，所述曲面镜的中心区域开设有通孔，用于构成防止寄身振荡产生的结构。

在上述任一方案中优选的是，所述曲面镜靠近所述放大部件的侧壁中心区域设有不反射放大部件增益波长的光而能透射泵浦光的镀膜，用以透过泵浦光，泵浦光可以从曲面镜的中心区域提供到放大部件中的增益介质上，提供放大器放大增益。

在上述任一方案中优选的是，所述曲面镜可以是球面镜或抛物面镜。

在上述任一方案中优选的是，两个所述曲面镜的焦距相同。

在上述任一方案中优选的是，所述放大部件中的增益介质提供能量的方式可以是端面泵浦方式和侧面泵浦方式中的一种或其多种组合。

在上述任一方案中优选的是，所述紧凑型二程线性放大器还包括光阑，所述光阑放置在两个曲面镜之间并位于光束通过的路径中，保持光束圆度。

在上述任一方案中优选的是，所述光阑上开设有至少一个小孔。

在上述任一方案中优选的是，所述光阑的个数至少为一个。

与现有技术相比，本实用新型提供的紧凑型二程线性放大器具有以下有益效果：

1、通过设置两个曲面反射镜以及光入转向部件、光出转向部件这两个转折光学部件，使得光束二次经过放大部件通过增益介质进行放大时，能够保持较小的夹角，有效地和泵浦区域重叠，具有结构简单、安装紧凑稳固、能量效率高的优点，实现了有效二次放大激光束的目的，从而达到共轭成像保持光束质量高保真的目的；

2、通过在一个或两个曲面镜上设置防止寄身振荡产生的结构，可以阻止而不能很好地反射增益介质引起振荡的光，以防止寄身振荡的产生，通过在曲面镜上设置通孔或者在曲面镜中心区域上设置特殊的镀膜，均可以起到防止寄身振荡的产生，具有阻止方式简单多样化的优点，并且镀膜可以起到透射泵浦光，泵浦光可以从曲面镜的中心区域提供到放大部件中的增益介质上，提供放大器放大增益；

3、通过设置光阑，可以使光束从光阑上的小孔穿过，修正光束的圆度。

附图说明

图1为本实用新型提供的紧凑型二程线性放大器的一优选实施例的整体结构示意图；

具体实施方式

为了更进一步了解本实用新型的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本实用新型。

实施例1

如图1所示，按照本实用新型提供的紧凑型二程线性放大器的一实施例，包括放大部件10、两个相对设置的曲面镜、光入转向部件3、光出转向部件4，所述光入转向部件3、光出转向部件4均为转折光学部件，所述放大部件位于两个曲面镜之间的共焦点或共焦点的邻近部位，两个曲面镜指的是曲面镜1和曲面镜2，所述放大部件中设有增益介质，曲面镜1上的中心法线14和曲面镜上的中心法线13分别与所述放大部件10的中心线共线或设置在放大部件中心线的邻近处，两个曲面镜之间的距离为其曲面聚焦焦距之和或其邻近值，两个或其中一个曲面镜上设有防止寄身振荡产生的结构，所述光入转向部件和光出转向部件设置在两个曲面镜之间并位于所述放大部件的一侧，光入转向部件用于将光束折射到一个曲面镜上使光束能够经过放大部件，光出转向部件用于将放大后的光束传送出去，放大部件中设有增益介质，增益介质被以某种方式产生粒子数反转，对激光提供放大的能量源。

两个曲面镜中至少有一个曲面镜的中心区域开设有通孔，用于构成防止寄身振荡产生的结构。

所述曲面镜可以是球面镜或抛物面镜或其他能够反射的部件。

两个所述曲面镜的焦距相同，也可以不同。

所述放大部件中的增益介质提供能量的方式可以是端面泵浦方式或侧面泵浦方式中的一种。

所述紧凑型二程线性放大器还包括光阑，也可以不包括光阑，所述光阑放置在两个曲面镜之间并位于光束通过的路径中，保持或修正光束圆度。

所述光阑上开设有至少一个小孔，小孔为圆孔。所述光阑的个数至少为一个。

实施例2

与上述实施例1的技术方案不同之处在于，两个曲面镜中的至少一个曲面镜上靠近所述放大部件的侧壁中心区域设有不反射放大部件增益波长的光而能透射泵浦光的镀膜，用以透过泵浦光，泵浦光可以从曲面镜的中心区域提供到放大部件中的增益介质上，提供放大器放大增益，构成防止寄身振荡产生的结构。

本实施例的工作原理：输入光束8被引进到放大器里，输入光束8经过光入转向部件3进行转向后形成光束9，光束9转向到曲面镜2的镜面上，然后通过曲面镜2的镜面反射形成光束12光束12发射到达放大部件10所在位置，并穿过放大部件10中的增益介质，实现第一次被放大，放大后的光束10入射到曲面镜1的镜面上，经镜面反射形成光束11,光束11传送到曲面镜2的镜面上，经镜面反射形成光束12，由于放大部件1处于两个曲面镜的共焦点位置，并且两个曲面镜相向正对设置，形成共轭，光束12经过放大部件10实现二次放大，并到达曲面镜1的镜面上，经再次反射后形成光束6到达光出转向部件4上，经光出转向部件4的折射形成输出光束7离开放大器，光束经过了二次来回放大后,光束被引离放大器，实现二次放大的目的。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

1、通过设置两个曲面反射镜以及光入转向部件、光出转向部件这两个转折光学部件，使得光束二次经过放大部件通过增益介质进行放大时，能够保持较小的夹角，有效地和泵浦区域重叠，具有结构简单、安装紧凑稳固、能量效率高的优点，实现了有效二次放大激光束的目的，从而达到共轭成像保持光束质量高保真的目的；

2、通过在一个或两个曲面镜上设置防止寄身振荡产生的结构，可以阻止而不能很好地反射增益介质引起振荡的光，以防止寄身振荡的产生，通过在曲面镜上设置通孔或者在曲面镜上镀膜，均可以起到防止寄身振荡的产生，具有阻止方式简单多样化的优点，并且镀膜可以起到透射泵浦光，泵浦光可以从曲面镜的中心区域提供到放大部件中的增益介质上，提供放大器放大增益；

3、通过设置光阑，可以使光束从光阑上的小孔穿过，保证光束的圆度。

本领域技术人员不难理解，本实用新型的紧凑型二程线性放大器包括上述本实用新型说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种紧凑型二程线性放大器，其特征在于：包括放大部件、两个相对设置的曲面镜、光入转向部件、光出转向部件，所述放大部件位于两个曲面镜之间的共焦点或共焦点的邻近部位，所述放大部件中设有增益介质，两个所述曲面镜的中心法线分别与所述放大部件的中心线共线或设置在放大部件中心线的邻近处，两个曲面镜之间的距离为其曲面聚焦焦距之和或其邻近值，两个或其中一个曲面镜上设有防止寄身振荡产生的结构，所述光入转向部件和光出转向部件设置在两个曲面镜之间并位于所述放大部件的一侧。

2.根据权利要求1所述的紧凑型二程线性放大器，其特征在于：所述曲面镜的中心区域开设有通孔，用于构成防止寄身振荡产生的结构。

3.根据权利要求1所述的紧凑型二程线性放大器，其特征在于：所述曲面镜靠近所述放大部件的侧壁中心区域设有不反射放大部件的增益波长而能透射泵浦光的镀膜。

4.根据权利要求1所述的紧凑型二程线性放大器，其特征在于：所述曲面镜可以是球面镜或抛物面镜。

5.根据权利要求1所述的紧凑型二程线性放大器，其特征在于：两个所述曲面镜的焦距相同。

6.根据权利要求1所述的紧凑型二程线性放大器，其特征在于：所述放大部件中的增益介质提供能量的方式可以是端面泵浦方式和侧面泵浦方式中的一种或其组合。

7.根据权利要求1所述的紧凑型二程线性放大器，其特征在于：所述紧凑型二程线性放大器还包括光阑，所述光阑放置在两个曲面镜之间并位于光束通过的路径中。

8.根据权利要求7所述的紧凑型二程线性放大器，其特征在于：所述光阑上开设有至少一个小孔。

9.根据权利要求8所述的紧凑型二程线性放大器，其特征在于：所述光阑的个数至少为一个。