CN218216094U - 固体激光器及激光放大系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体激光器及激光放大系统，包括：光源模块，用于生成光源信号；隔离模块，用于出射光源信号；第一偏振片，用于透射光源信号；选择模块，用于根据光源信号生成初始激光信号；至少一个再生模块，包括：合束单元，与第一偏振片耦合连接；泵浦光单元，与合束单元耦合连接；第一半波片，用于调节初始激光信号的偏振态，以生成再生激光信号；激光晶体，用于对再生激光信号进行放大操作，以生成放大激光信号；放大激光信号在第一反射镜和第二反射镜之间进行多次放大操作；选择模块根据放大激光信号生成选择激光信号；隔离模块根据选择激光信号生成目标激光信号。本实用新型的固体激光器能够对光源信号实现宽光谱放大。

Description

固体激光器及激光放大系统

技术领域

本实用新型涉及激光晶体技术领域，尤其涉及一种固体激光器及激光放大系统。

背景技术

目前，固体激光器通过激光晶体，能够对种子源提供的光源信号进行放大，以得到飞秒量级的激光信号。

然而，由于激光晶体的发射谱为单峰结构，因此，相关技术中对光源信号的放大过程存在增益窄化的问题，从而使得固体激光器无法实现对光源信号的宽光谱放大。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种固体激光器及激光放大系统，能够对光源信号实现宽光谱放大。

第一方面，本申请提供了一种固体激光器，所述固体激光器用于根据光源信号生成目标激光信号，所述固体激光器包括：光源模块，所述光源模块用于生成所述光源信号；其中，所述光源信号具有第一偏振态；隔离模块，所述隔离模块与所述光源模块耦合连接，所述隔离模块用于出射所述光源信号；第一偏振片，所述第一偏振片与所述隔离模块耦合连接，所述第一偏振片用于透射所述光源信号；选择模块，所述选择模块与所述第一偏振片耦合连接，所述选择模块用于根据所述光源信号生成初始激光信号；其中，所述初始激光信号具有第二偏振态；其中，所述第一偏振片还用于反射所述初始激光信号；至少一个再生模块，所述再生模块包括：合束单元，所述合束单元与所述第一偏振片耦合连接，所述合束单元用于反射所述初始激光信号；泵浦光单元，所述泵浦光单元与所述合束单元耦合连接，所述泵浦光单元用于生成泵浦光信号；其中，所述合束单元还用于透射所述泵浦光信号；第一半波片，所述第一半波片与所述合束单元耦合连接，所述第一半波片用于多次调节所述初始激光信号的偏振态，以生成再生激光信号；激光晶体，所述激光晶体与所述第一半波片耦合连接，所述激光晶体用于根据所述泵浦光信号对所述再生激光信号进行多次放大操作，以生成放大激光信号；第一反射镜，所述第一反射镜与所述选择模块耦合连接；第二反射镜，所述第二反射镜与所述再生模块耦合连接；其中，所述第一反射镜、第二反射镜均用于对所述放大激光信号进行反射，以使所述放大激光信号在所述第一反射镜和所述第二反射镜之间进行多次所述放大操作；其中，所述选择模块还用于根据所述放大激光信号生成选择激光信号；所述第一偏振片还用于出射所述选择激光信号；所述隔离模块还用于根据所述选择激光信号生成目标激光信号。

本实施例中固体激光器通过光源模块生成光源信号，并将光源信号通过隔离模块、第一偏振片传输给选择模块，由选择模块根据光源信号生成初始激光信号。第一半波片能够对初始激光信号的偏振态进行调节并生成相应的再生激光信号，以使得激光晶体能够根据不同偏振态的再生激光信号和泵浦光信号生成不同单峰结构的放大激光信号，从而使得固体激光器能够输出多峰结构的目标激光信号。此外，固体激光器还通过选择模块对放大激光信号的偏振态进行调节，以灵活控制目标激光信号的输出功率。本实施例的固体激光器能够实现光源信号的宽光谱放大。

在一些实施例中，所述固体激光器包括两个所述再生模块；其中，将一个所述再生模块作为第一子再生模块，将另一个所述再生模块作为第二子再生模块；其中，所述第一子再生模块与所述第一偏振片耦合连接，所述第二子再生模块分别与所述第一子再生模块、所述第二反射镜耦合连接；所述第一子再生模块和所述第二子再生模块的所述第一半波片均用于调节所述初始激光信号的偏振态；所述第一子再生模块的所述激光晶体和所述第二子再生模块的所述激光晶体均用于对所述再生激光信号进行多次放大操作，以得到所述放大激光信号。

在一些实施例中，所述固体激光器还包括：第三反射镜，所述第三反射镜与所述第一子再生模块耦合连接；第四反射镜，所述第四反射镜分别与所述第三反射镜、所述第二子再生模块耦合连接；其中，所述第三反射镜、所述第四反射镜用于对所述放大激光信号进行反射，以使所述放大激光信号入射给第一子再生模块或第二子再生模块。

在一些实施例中，所述泵浦光单元包括：泵浦源，所述泵浦源用于生成泵浦光信号；光纤，所述光纤与所述泵浦源耦合连接，所述光纤用于传输所述泵浦光信号；透镜组，所述透镜组与所述光纤耦合连接，所述透镜组用于对所述泵浦光信号进行准直聚焦操作。

在一些实施例中，所述合束单元为二向色镜。

在一些实施例中，所述隔离模块包括：第二偏振片，所述第二偏振片与所述光源模块耦合连接，所述第二偏振片用于透射所述光源信号，所述第二偏振片还用于反射所述目标激光信号；法拉第旋光器，所述法拉第旋光器与所述第二偏振片耦合连接；第二半波片，所述第二半波片的一端与所述法拉第旋光器耦合连接，所述第二半波片的另一端与所述第一偏振片耦合连接。

在一些实施例中，所述选择模块包括：电光调制元件，所述电光调制元件的一端与所述第一偏振片耦合连接；四分之一波片，所述四分之一波片与所述电光调制元件耦合连接；其中，所述四分之一波片用于根据所述电光调制元件的导通状态分别调节所述光源信号、所述放大激光信号的偏振态。

在一些实施例中，所述固体激光器还包括：

第一控制单元，所述第一控制单元与所述电光调制单元连接，所述第一控制单元用于生成第一控制信号；其中，所述电光调制元件用于根据所述第一控制信号切换为导通状态。

在一些实施例中，所述再生模块还包括：

第二控制单元，所述第二控制单元分别与每个所述第一半波片连接，所述第二控制单元用于生成第二控制信号；其中，每个所述第一半波片还用于根据所述第二控制信号调节所述初始激光信号的偏振态，以生成所述再生激光信号。

第二方面，本申请还提供了一种激光放大系统，包括：如上述任一项实施例所述的固体激光器；检测模块，所述检测模块与所述第一反射镜耦合连接，所述检测模块用于根据所述放大激光信号生成检测信号，所述检测模块还与所述选择模块连接；其中，所述选择模块还用于根据所述检测信号、所述放大激光信号生成选择激光信号。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型实施例固体激光器的一框架示意图；

图2为本实用新型实施例固体激光器的另一框架示意图；

图3为本实用新型实施例固体激光器的一结构示意图。

附图标记：固体激光器100、光源模块110、隔离模块120、第二偏振片121、法拉第旋光器122、第二半波片123、第一偏振片130、选择模块140、电光调制元件141、四分之一波片142、再生模块150、合束单元151、泵浦光单元152、第一半波片153、激光晶体154、第一反射镜160、第二反射镜170、第一子再生模块155、第二子再生模块156、泵浦源157、光纤158、透镜组159、第三反射镜180、第四反射镜190。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

需要说明的是，超快激光是指脉冲宽度为飞秒量级的激光。由于超快激光的脉冲宽度极短，因此在超快加工、超快成像等领域具有广泛的应用前景。相关技术中可以通过固体激光器获得较高功率和能量的超快激光。具体的，固体激光器中的激光晶体能够将外部提供的光源信号和泵浦光信号放大为放大激光信号，放大激光信号通过激光晶体的多次放大后可以获得超快激光(目标激光信号)。由于激光的光谱宽度(带宽)和脉冲宽度成反比关系，较窄的脉冲宽度需要较宽的光谱宽度支持，而激光晶体的发射谱带宽为固定的单峰结构，且放大激光信号的中心频谱的波长增益较高，边缘频谱的波长增益较低，因此，在经过激光晶体多次放大后，放大激光信号的带宽会比光源信号的带宽更窄。例如，当外部提供光源信号的能量为纳焦耳量级时，经过激光晶体的多次放大后输出的超快激光能量可以达到毫焦耳量级，然而超快激光的带宽会下降为原来的三分之一甚至更窄。由此可见，目前通过激光晶体获得超快激光会存在增益窄化效应，即相关技术中固体激光器无法实现对光源信号的宽光谱放大。

为此，本申请提供了一种固体激光器，能够实现对光源信号的宽光谱放大。

请参阅图1，第一方面，本申请提供了一种固体激光器100，所述固体激光器100用于根据光源信号生成目标激光信号，所述固体激光器100包括：光源模块110，所述光源模块110用于生成所述光源信号；其中，所述光源信号具有第一偏振态；隔离模块120，所述隔离模块120与所述光源模块110耦合连接，所述隔离模块120用于出射所述光源信号；第一偏振片130，所述第一偏振片130与所述隔离模块120耦合连接，所述第一偏振片130用于透射所述光源信号；选择模块140，所述选择模块140与所述第一偏振片130耦合连接，所述选择模块140用于根据所述光源信号生成初始激光信号；其中，所述初始激光信号具有第二偏振态；其中，所述第一偏振片130还用于反射所述初始激光信号；至少一个再生模块150，所述再生模块150包括：合束单元151，所述合束单元151与所述第一偏振片130耦合连接，所述合束单元151用于反射所述初始激光信号；泵浦光单元152，所述泵浦光单元152与所述合束单元151耦合连接，所述泵浦光单元152用于生成泵浦光信号；其中，所述合束单元151还用于透射所述泵浦光信号；第一半波片153，所述第一半波片153与所述合束单元151耦合连接，所述第一半波片153用于多次调节所述初始激光信号的偏振态，以生成再生激光信号；激光晶体154，所述激光晶体154与所述第一半波片153耦合连接，所述激光晶体154用于根据所述泵浦光信号对所述再生激光信号进行多次放大操作，以生成放大激光信号；第一反射镜160，所述第一反射镜160与所述选择模块140耦合连接；第二反射镜170，所述第二反射镜170与所述再生模块150耦合连接；其中，所述第一反射镜160、第二反射镜170均用于对所述放大激光信号进行反射，以使所述放大激光信号在所述第一反射镜160和所述第二反射镜170之间进行多次所述放大操作；其中，所述选择模块140还用于根据所述放大激光信号生成选择激光信号；所述第一偏振片130还用于出射所述选择激光信号；所述隔离模块120还用于根据所述选择激光信号生成目标激光信号。

可以理解的是，光源模块110与隔离模块120耦合连接，第一偏振片130分别与隔离模块120、选择模块140耦合连接，选择模块140与第一反射镜160耦合连接，第一偏振片130与再生模块150耦合连接。其中，再生模块150的合束单元151分别与第一偏振片130、泵浦光单元152、第一半波片153耦合连接，第一半波片153与激光晶体154耦合连接，激光晶体154可以与第二反射镜170耦合连接。

可以理解的是，本实施例中光源模块110可以为飞秒种子源，光源模块110用于生成飞秒量级的光源信号并传输给隔离模块120，且光源信号具有第一偏振态。隔离模块120对于不同偏振态(第一偏振态或第二偏振态)的激光信号具有选择通过性，本实施例中隔离模块120能够通过第一偏振态的光源信号，因此光源信号入射至隔离模块120后能够从隔离模块120出射，并传输给第一偏振片130。第一偏振片130针对不同偏振态的激光信号具有不同的性质，其中，第一偏振态的光源信号入射到第一偏振片130的表面时，第一偏振片130透射光源信号，且传输光源信号给选择模块140。选择模块140具有导通状态和截止状态，当选择模块140处于导通状态时，入射的光源信号经过选择模块140，并由第一反射镜160进行反射，并再次经过选择模块140出射，以生成初始激光信号。初始激光具有第二偏振态，且第一偏振态与第二偏振态互相垂直。由此可见，当选择模块140处于导通状态时，选择模块140能够对光源信号的偏振态进行调节。具体的，选择模块140将光源信号的第一偏振态调节为与之垂直的第二偏振态，以生成初始激光信号，并将初始激光信号传输给第一偏振片130。

可以理解的是，由上述内容可知，第一偏振片130针对不同偏振态的激光信号具有不同的性质，其中，第二偏振态的初始激光信号入射到第一偏振片130的表面时，第一偏振片130反射初始激光信号，并将初始激光信号传输给再生模块150。

可以理解的是，固体激光器100包括至少一个再生模块150，可选的，本实施例以固体激光器100包括一个再生模块150为例进行说明。具体的，初始激光信号由第一偏振片130反射至再生模块150的合束单元151，合束单元151针对不同频率的激光信号具有不同的性质，其中，初始激光信号入射到合束单元151的表面时，合束单元151对初始激光信号进行反射，并将其传输给第一半波片153。此外，为了能够对初始激光信号进行放大操作，以获得放大激光信号，再生模块150设置了相应的泵浦光单元152。泵浦光单元152将泵浦光信号传输给合束单元151，由上述内容可知，合束单元151针对不同频率的激光信号具有不同的性质，其中，泵浦光信号入射到合束单元151的表面时，合束单元151对泵浦光信号进行透射，并将其传输给第一半波片153，第一半波片153根据初始激光信号生成再生激光信号。

可以理解的是，第一半波片153为具有一定厚度的双折射晶体，能够对初始激光信号的第二偏振态进行调节。具体的，当具有第二偏振态的初始激光信号的振动面与第一半波片153的晶体主截面之间的夹角θ1为a时，第一半波片153生成具有第三偏振态的再生激光信号，其中，第三偏振态振动面与第一半波片153晶体主截面的夹角θ2为2a。由此可见，通过调节第一半波片153晶体主截面的角度，能够使得第一半波片153根据初始激光信号生成第三偏振态振动面不同的再生激光信号，具体的，本实施例中第一半波片153能够生成θ2范围为0度至90度的再生激光信号。随后，第一半波片153将再生激光信号和泵浦光信号传输给激光晶体154进行放大操作。

可以理解的是，当第三偏振态的再生激光信号和泵浦光信号入射至激光晶体154时，激光晶体154能够根据泵浦光信号对第三偏振态的再生激光信号进行放大操作，以生成具有第三偏振态的放大激光信号，其中，放大操作指的是对再生激光信号的功率进行放大。放大激光信号出射至第二反射镜170，第二反射镜170对放大激光信号进行反射，以使得放大激光信号重新通过激光晶体154进行放大操作。经过放大操作后的放大激光信号通过第一半波片153、合束单元151传输给第一偏振片130，第一偏振片130对具有第三偏振态的放大激光信号进行反射，以使得放大激光信号入射至选择模块140。

可以理解的是，由上述内容可知，当选择模块140处于导通状态时，选择模块140能够对入射的激光信号的偏振态进行调节，而当选择模块140处于截止状态时，选择模块140不能对入射的激光信号的偏振态进行调节。由于初始激光信号在经过激光晶体154两次放大操作后，获得的放大激光信号的功率不一定满足固体激光器100输出功率的要求，因此，放大激光信号还需要通过激光晶体154进行多次放大操作，以提升其功率。为此，本实施例中，为了对放大激光信号进行多次放大操作，选择模块140在输出初始激光信号后就由导通状态切换为截止状态，因此，放大激光信号在从选择模块140出射之后仍然为第三偏振态。由上述内容可知，第一偏振片130能够对具有第三偏振态的放大激光信号进行反射，放大激光信号通过合束单元151、第一半波片153传输给激光晶体154，以再次进行放大操作。

可以理解的是，当选择模块140保持截止状态时，放大激光信号能够在由第一反射镜160和第二反射镜170组成的反射腔内往返，以重复进行放大操作，从而提升其功率。此外，在放大激光信号在反射腔内往返时，可以对第一半波片153的晶体主截面进行调节，以使得第一半波片153生成具有不同第三偏振态的再生激光信号，即第三偏振态的θ2不同。可以理解的是，激光晶体154对于不同的第三偏振态放大激光信号具有不同的放大特性。具体的，当再生激光信号的θ2为a1时，激光晶体154根据再生激光信号生成具有A1单峰结构的放大激光信号，当再生激光信号的θ2为a2时，激光晶体154根据再生激光信号生成具有A2单峰结构的放大激光信号。其中，A1单峰结构的放大激光信号和A2单峰结构的放大激光信号可以进行叠加，以得到具有双峰结构的放大激光信号。由此可见，通过对第一半波片153的晶体主截面进行多次调节，能够使得激光晶体154生成具有多峰结构的放大激光信号。当放大激光信号在反射腔中多次进行放大操作时，由于具有多峰结构，因此能够实现宽光谱放大，从而解决了因为单峰结构引起的增益窄化问题。

可以理解的是，当放大激光信号的功率提升到了固体激光器100所述的输出功率时，选择模块140由截止状态切换为导通状态，此时，具有第三偏振态的放大激光信号由第一偏振片130反射至选择模块140，并经过第一反射镜160反射，以再次经过选择模块140。由于选择模块140为导通状态，因此，选择模块140能够对放大激光信号的偏振态进行调节，以生成选择激光信号，选择激光信号具有第四偏振态，其中，第三偏振态与第四偏振态互相垂直。

可以理解的是，将选择激光信号的第四偏振态沿第一偏振态的振动面和第二偏振态的振动面进行分解，由上述内容可知，第一偏振片130能够对第一偏振态的激光信号进行出射，并且对第二偏振态的激光信号进行反射。因此，处于第一偏振态的振动面上的选择激光信号能够通过第一偏振片130出射至隔离模块120，而处于第二偏振态的振动面上的选择激光信号将会被反射。由此可见，选择激光信号从第一偏振片130出射后为偏振态为第一偏振态。

可以理解的是，第一偏振态的选择激光信号入射至隔离模块120后，隔离模块120能够根据选择激光信号生成目标激光信号，并输出至固体激光器100的输出端。其中，目标激光信号具有第二偏振态，即隔离模块120能够对选择激光信号的偏振态进行调节。

本实施例中固体激光器100通过光源模块110生成光源信号，并将光源信号通过隔离模块120、第一偏振片130传输给选择模块140，由选择模块140根据光源信号生成初始激光信号。第一半波片153能够对初始激光信号的偏振态进行调节并生成相应的再生激光信号，以使得激光晶体154能够根据不同偏振态的再生激光信号和泵浦光信号生成不同单峰结构的放大激光信号，从而使得固体激光器100能够输出多峰结构的目标激光信号。此外，固体激光器100还通过选择模块140对放大激光信号的偏振态进行调节，以灵活控制目标激光信号的输出功率。本实施例的固体激光器100能够实现光源信号的宽光谱放大。

请参阅图2，在一些实施例中，所述固体激光器100包括两个所述再生模块；其中，将一个所述再生模块作为第一子再生模块155，将另一个所述再生模块作为第二子再生模块156；其中，所述第一子再生模块155与所述第一偏振片130耦合连接，所述第二子再生模块156分别与所述第一子再生模块155、所述第二反射镜170耦合连接；所述第一子再生模块155和所述第二子再生模块156的所述第一半波片153均用于调节所述初始激光信号的偏振态；所述第一子再生模块155的所述激光晶体154和所述第二子再生模块156的所述激光晶体154均用于对所述再生激光信号进行多次放大操作，以得到所述放大激光信号。

可以理解的是，本实施例以固体激光器100包括两个再生模块为例进行说明，其中两个再生模块分别为第一子再生模块155和第二子再生模块156。

具体的，由上述内容可知，光源信号通过隔离模块120和第一偏振片130入射到选择模块140，此时，选择模块140为导通状态，则选择模块140根据光源信号生成具有第二偏振态的初始激光信号并通过第一偏振片130传输给第一子再生模块155。第一子再生模块155根据上述内容生成放大激光信号。由于第一子再生模块155与第二子再生模块156耦合连接，因此，第一子再生模块155可以将放大激光信号传输给第二子再生模块156以进一步进行放大操作。可以理解的是，第一子再生模块155的第一半波片153和第二子再生模块156的第一半波片153都可以对放大激光信号的偏振态进行调节，以生成具有多峰结构的放大激光信号。此外，相比于只有一个再生模块，本实施例中通过第一子再生模块155和第二子再生模块156的第一半波片153同时对放大激光信号的偏振态进行调节，能够实现更加平坦、宽阔的宽光谱放大。且由于相比于只有一个激光晶体154，本实施例中两个激光晶体154对放大激光信号的功率提升更为快速，实现过程更快。

可以理解的是，本实施例固体激光器100还可以包括多个再生模块，以对光源信号实现更好的宽光谱放大。

请参阅图3，在一些实施例中，所述固体激光器100还包括：第三反射镜180，所述第三反射镜180与所述第一子再生模块155耦合连接；第四反射镜190，所述第四反射镜190分别与所述第三反射镜180、所述第二子再生模块156耦合连接；其中，所述第三反射镜180、所述第四反射镜190用于对所述放大激光信号进行反射，以使所述放大激光信号入射给第一子再生模块155或第二子再生模块156。

可以理解的是，本实施例以固体激光器100包括两个再生模块为例进行说明，其中两个再生模块分别为第一子再生模块155和第二子再生模块156。

可以理解的是，第一子再生模块155和第二子再生模块156可以通过多种方式进行耦合连接，而在本实施例中，如图3所示，第一子再生模块155和第二子再生模块156通过第三反射镜180和第四反射镜190耦合连接，从而可以使得固体激光器100的结构更加紧凑，以减少固体激光器100的整体体积。

请再次参阅图3，在一些实施例中，所述泵浦光单元152包括：泵浦源157，所述泵浦源157用于生成泵浦光信号；光纤158，所述光纤158与所述泵浦源157耦合连接，所述光纤158用于传输所述泵浦光信号；透镜组159，所述透镜组159与所述光纤158耦合连接，所述透镜组159用于对所述泵浦光信号进行准直聚焦操作。

可以理解的是，泵浦源157用于生成泵浦光信号，并通过光纤158传输给透镜组159。具体的，透镜组159可以包括第一透镜、第二透镜。泵浦光信号通过第一透镜和第二透镜准直聚焦到激光晶体154上。

在一些实施例中，所述合束单元151为二向色镜。

可以理解的是，二向色镜能够对特定频率的光进行透射，而对其他频率的光进行反射。本实施例中泵浦光信号和光源信号的频率不相同。二向色镜能够对泵浦光信号进行透射，并对光源信号进行反射。

请再次参阅图3，在一些实施例中，所述隔离模块120包括：第二偏振片121，所述第二偏振片121与所述光源模块110耦合连接，所述第二偏振片121用于透射所述光源信号，所述第二偏振片121还用于反射所述目标激光信号；法拉第旋光器122，所述法拉第旋光器122与所述第二偏振片121耦合连接；第二半波片123，所述第二半波片123的一端与所述法拉第旋光器122耦合连接，所述第二半波片123的另一端与所述第一偏振片130耦合连接。

可以理解的是，本实施例中隔离模块120设置了依次耦合连接的第二偏振片121、法拉第旋光器122和第二半波片123，且第二偏振片121和光源模块110耦合连接，第二半波片123和第一偏振片130耦合连接。其中，第二偏振片121与第一偏振片130的性质相同，即第二偏振片121能够透射第一偏振态的激光信号，并且对第二偏振态的激光信号进行反射。因此，当光源信号入射至隔离模块120的第二偏振片121将发生透射，且光源信号先经过法拉第旋光器122出射，再经过第二半波片123出射后保持第一偏振态，第一偏振态的光源信号能够由第一偏振片130进行透射。

可以理解的是，由上述内容可知，选择激光信号经过第一偏振片130出射后为具有第一偏振态的选择激光信号，当具有第一偏振态的选择激光信号先经过第二半波片123出射，再经过法拉第旋光器122出射时，选择激光信号的第一偏振态被调节为与之垂直的第二偏振态，以生成具有第二偏振态的目标激光信号。由此可见，从光源模块110生成的光源信号经过隔离模块120时，隔离模块120能够出射光源信号，且法拉第旋光器122和第二半波片123不改变光源信号的第一偏振态；当选择激光信号由第一偏振片130入射至隔离模块120时，隔离模块120的法拉第旋光器122和第二半波片123能够调节选择激光信号的第一偏振态为第二偏振态，以生成目标激光信号，并且由第二偏振片121反射给固体激光器100的输出端，以输出目标激光信号。

请再次参阅图3，在一些实施例中，所述选择模块140包括：电光调制元件141，所述电光调制元件141的一端与所述第一偏振片130耦合连接；四分之一波片142，所述四分之一波片142与所述电光调制元件141耦合连接；其中，所述四分之一波片142用于根据所述电光调制元件141的导通状态分别调节所述光源信号、所述放大激光信号的偏振态。

可以理解的是，电光调制元件141可以为普克尔盒，普克尔盒是一种由电光晶体组成的装置，电光晶体的分子在电压的作用下会发生偏转，呈现出各向异性，从而能够对入射的激光信号的偏振态进行调节。本实施例中，当电压加载在普克尔盒上时，选择模块140为导通状态，此时，第三偏振态的放大激光信号经过普克尔盒和四分之一波片142并往返一次后，其第三偏振态会被调节为与之互相垂直的第四偏振态，以生成选择激光信号。此外，当选择模块140为导通状态，第一偏振态的光源信号经过普克尔盒和四分之一波片142并往返一次后，其第一偏振态会被调节为与之互相垂直的第二偏振态，以生成初始激光信号。可以理解的是，当电压未加载在普克尔盒上时，选择模块140为截止状态，此时，第三偏振态的放大激光信号经过普克尔盒和四分之一波片142并往返一次后，仍然为第三偏振态。

请再次参阅图3，在一些实施例中，所述固体激光器100还包括：

第一控制单元，所述第一控制单元与所述电光调制单元连接，所述第一控制单元用于生成第一控制信号；其中，所述电光调制元件141用于根据所述第一控制信号切换为导通状态。

可以理解的是，第一控制单元用于生成第一控制信号，以控制电光调制元件141切换为导通状态。本实施例以电光调制元件141为普克尔盒为例进行说明。具体的，第一控制单元生成高电平的第一控制信号，并加载在普克尔盒上，则普克尔盒在高电平的第一控制信号的作用下能够对入射激光信号的偏振态进行调节，即选择模块140切换为导通状态。

请再次参阅图3，在一些实施例中，所述再生模块150还包括：

第二控制单元，所述第二控制单元分别与每个所述第一半波片153连接，所述第二控制单元用于生成第二控制信号；其中，每个所述第一半波片153还用于根据所述第二控制信号调节所述初始激光信号的偏振态，以生成所述再生激光信号。

可以理解的是，第二控制单元用于生成第二控制信号，第一半波片153根据第二控制信号进行旋转，以调节第一半波片153的晶体主截面的角度，从而调节初始激光信号的偏振态，以生成具有不同偏振态的再生激光信号。

第二方面，本申请还提供了一种激光放大系统，包括：如上述任一项实施例所述的固体激光器100；检测模块，所述检测模块与所述第一反射镜160耦合连接，所述检测模块用于根据所述放大激光信号生成检测信号，所述检测模块还与所述选择模块140连接；其中，所述选择模块140还用于根据所述检测信号、所述放大激光信号生成选择激光信号。

可以理解的是，放大激光信号需要在反射腔多次往返，以提升其功率至固体激光器100所需的输出功率。为此，本实施例中激光放大系统设置了相应的检测模块，检测模块与第一反射镜160耦合连接，检测模块用于对反射腔中放大激光信号的功率进行检测，并生成检测结果。具体的，当放大激光信号的功率达到预设阈值时，检测模块生成相应的检测结果给选择模块140，选择根据检测结果切换为导通状态，以根据放大激光信号生成选择激光信号输出给隔离模块120。隔离模块120根据选择激光信号生成符合输出功率要求的目标激光信号，并传输给固体激光器100的输出端。

由此可见，上述固体激光器100实施例中的内容均适用于本激光放大系统的实施例中，本激光放大系统实施例所具体实现的功能与上述固体激光器100实施例相同，并且达到的有益效果与上述固体激光器100实施例所达到的有益效果也相同。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.固体激光器，所述固体激光器用于根据光源信号生成目标激光信号，其特征在于，所述固体激光器包括：

光源模块，所述光源模块用于生成所述光源信号；其中，所述光源信号具有第一偏振态；

隔离模块，所述隔离模块与所述光源模块耦合连接，所述隔离模块用于出射所述光源信号；

第一偏振片，所述第一偏振片与所述隔离模块耦合连接，所述第一偏振片用于透射所述光源信号；

选择模块，所述选择模块与所述第一偏振片耦合连接，所述选择模块用于根据所述光源信号生成初始激光信号；其中，所述初始激光信号具有第二偏振态；所述第一偏振片还用于反射所述初始激光信号；

至少一个再生模块，所述再生模块包括：合束单元，所述合束单元与所述第一偏振片耦合连接，所述合束单元用于反射所述初始激光信号；泵浦光单元，所述泵浦光单元与所述合束单元耦合连接，所述泵浦光单元用于生成泵浦光信号；其中，所述合束单元还用于透射所述泵浦光信号；第一半波片，所述第一半波片与所述合束单元耦合连接，所述第一半波片用于多次调节所述初始激光信号的偏振态，以生成再生激光信号；激光晶体，所述激光晶体与所述第一半波片耦合连接，所述激光晶体用于根据所述泵浦光信号对所述再生激光信号进行多次放大操作，以生成放大激光信号；

第一反射镜，所述第一反射镜与所述选择模块耦合连接；

第二反射镜，所述第二反射镜与所述再生模块耦合连接；其中，所述第一反射镜、第二反射镜均用于对所述放大激光信号进行反射，以使所述放大激光信号在所述第一反射镜和所述第二反射镜之间进行多次所述放大操作；

其中，所述选择模块还用于根据所述放大激光信号生成选择激光信号；所述第一偏振片还用于出射所述选择激光信号；所述隔离模块还用于根据所述选择激光信号生成目标激光信号。

2.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述固体激光器包括两个所述再生模块；其中，将一个所述再生模块作为第一子再生模块，将另一个所述再生模块作为第二子再生模块；

其中，所述第一子再生模块与所述第一偏振片耦合连接，所述第二子再生模块分别与所述第一子再生模块、所述第二反射镜耦合连接；所述第一子再生模块和所述第二子再生模块的所述第一半波片均用于调节所述初始激光信号的偏振态；所述第一子再生模块的所述激光晶体和所述第二子再生模块的所述激光晶体均用于对所述再生激光信号进行多次放大操作，以得到所述放大激光信号。

3.根据权利要求2所述的固体激光器，其特征在于，还包括：

第三反射镜，所述第三反射镜与所述第一子再生模块耦合连接；

第四反射镜，所述第四反射镜分别与所述第三反射镜、所述第二子再生模块耦合连接；

其中，所述第三反射镜、所述第四反射镜用于对所述放大激光信号进行反射，以使所述放大激光信号入射给第一子再生模块或第二子再生模块。

4.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述泵浦光单元包括：

泵浦源，所述泵浦源用于生成泵浦光信号；

光纤，所述光纤与所述泵浦源耦合连接，所述光纤用于传输所述泵浦光信号；

透镜组，所述透镜组与所述光纤耦合连接，所述透镜组用于对所述泵浦光信号进行准直聚焦操作。

5.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述合束单元为二向色镜。

6.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述隔离模块包括：

第二偏振片，所述第二偏振片与所述光源模块耦合连接，所述第二偏振片用于透射所述光源信号，所述第二偏振片还用于反射所述目标激光信号；

法拉第旋光器，所述法拉第旋光器与所述第二偏振片耦合连接；

第二半波片，所述第二半波片的一端与所述法拉第旋光器耦合连接，所述第二半波片的另一端与所述第一偏振片耦合连接。

7.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述选择模块包括：

电光调制元件，所述电光调制元件的一端与所述第一偏振片耦合连接；

四分之一波片，所述四分之一波片与所述电光调制元件耦合连接；

其中，所述四分之一波片用于根据所述电光调制元件的导通状态分别调节所述光源信号、所述放大激光信号的偏振态。

8.根据权利要求7所述的固体激光器，其特征在于，还包括：

第一控制单元，所述第一控制单元与所述电光调制单元连接，所述第一控制单元用于生成第一控制信号；其中，所述电光调制元件用于根据所述第一控制信号切换为导通状态。

9.根据权利要求1至8任一项所述的固体激光器，其特征在于，所述再生模块还包括：

第二控制单元，所述第二控制单元分别与每个所述第一半波片连接，所述第二控制单元用于生成第二控制信号；其中，每个所述第一半波片还用于根据所述第二控制信号调节所述初始激光信号的偏振态，以生成所述再生激光信号。

10.激光放大系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任一项所述的固体激光器；

检测模块，所述检测模块与所述第一反射镜耦合连接，所述检测模块用于根据所述放大激光信号生成检测信号，所述检测模块还与所述选择模块连接；其中，所述选择模块还用于根据所述检测信号、所述放大激光信号生成选择激光信号。

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