[发明专利]倾斜板条激光放大器

说明书

技术领域

本发明涉及板条激光放大器，特别是一种倾斜板条激光放大器，在激光加工，通信，空间技术及军事领域有广泛的应用。

背景技术

Z字形板条激光放大器是高功率固体激光器的一个重要的研究方向，Z字形板条激光放大器有如下优点：1、板条结构消除了应力感生双折射；2、Z字形的光束传播路径消除了热感生的聚焦和应力感生的聚焦；3、板条状的激光介质可以与半导体激光器LD模块很好的匹配而不用额外的光束整形；4、板条状的激光介质一般采用大面冷却，有利于改善激光介质中的热效应等。

Hovis及其领导的小组在板条放大器的空间应用领域做了大量的研究。Hovis提出的一种大器结构就是bounce点泵浦的Z字形板条放大器。其中的增益介质是双面泵浦双面冷却的矩形板条，其中为了抑制寄生振荡，冷却面被打毛，而且端面与垂直面成一个极小的角度[参见Floyd E.Hovis，Conductively-Cooled Lasersfor Space-Based Applications，Spaceborne Sensor‖，Proc.of SPIE Vol.5798(2005)，101-111]。尽管如此，由于全反射面是相互平行的，所以在Z字形面还是很容易形成寄生振荡，消耗大量的反转粒子。

本发明采用的激光晶体是一个全反射面之间成微小角度β(≤1°)板条结构，而且由于端面之间也是非平行的，完全破坏了形成寄生振荡的谐振腔，所以更严格的抑制了寄生振荡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倾斜板条放大器。

本发明的技术解决方案如下：

一种倾斜板条激光放大器，其特点是该激光放大器由第一级放大器、第二级放大器、道威(Dove)棱镜和第一反射镜、第二反射镜组成：

所述的第一级放大器由第一激光晶体板条、第一半导体激光器泵浦源、第一热沉及第一锡化金过渡层组成，所述的第二级放大器由第二激光晶体板条、第二半导体激光器泵浦源、第二热沉及第二锡化金过渡层组成，所述的激光晶体板条是一块倾斜的激光晶体板条，所述的激光晶体板条包括两个端面和四个侧面，分别称为A端面、B端面、C泵浦面、D泵浦面、两个相对相互平行的冷却面，所述的C泵浦面和D泵浦面之间的微小角度为β，所述的C泵浦面和D泵浦面镀有对应于泵浦光的增透膜，所述的冷却面通过锡化金过渡层与热沉焊接在一起，所述的激光晶体板条的A端面切割成α角，α角为A端面和D泵浦面的夹角，B端面的切割成δ角，δ角为B端面和C泵浦面的夹角，该δ角由公式δ＝α+(2N-1)×β确定，其中N为增益周期数，激光束在该激光晶体板条的泵浦面上发生全反射形成Z字形传输路径的全反射点为2N，所述的半导体激光器泵浦源设置在C平面和D平面外并对应于所述的激光晶体板条的全反射点共2N个泵浦头，对所述的激光晶体板条进行双面泵浦；

上述元部件的位置关系如下：整个放大器成对称结构，相对于整个放大器的对称轴，第一激光晶体板条和第二激光晶体板条对称，第一反射镜和第二反射镜对称，道威棱镜自身对称，工作时，激光束从第一激光晶体板条的A端面垂直输入沿Z字形路径前行经B端面输出，经第二反射镜反射进入所述的道威棱镜，再经第一反射镜反射垂直于所述的第二激光晶体板条的B端面而进入第二激光晶体板条，沿Z字形路径前行经A端面垂直输出。

所述的C泵浦面、D泵浦面之间的微小角度β≤1°。

所述的半导体激光器泵浦源设置的具体位置通过下列方法确定：以板条的长度方向为Z轴，A端面α角的顶点为原点，设所述的半导体激光器泵浦源共有2N个泵浦头，序号为k，处于D平面的泵浦头的序号为：1，3，5…2n-1…2N-1，处于C平面的泵浦头的序号为2，4，6…2n…2N，其中n＝1，2，…，N，N是增益周期数，第k＝2n个泵浦头对应的全反射点的高度为：