[发明专利]抑制大尺寸片状激光钕玻璃放大自发辐射的方法

说明书

技术领域

本发明涉及固态激光器，特别是一种抑制大尺寸片状激光钕玻璃放大自发辐射(Amplified Spontaneous Emission，简称为ASE)的方法，更确切地说，是一种抑制大尺寸激光钕玻璃放大自发辐射和寄生振荡的方法。

背景技术

寄生振荡形成的条件是R·e^Dβ≥1，式中R为边界反射率，β为增益系数，D为激光钕玻璃片长轴直径，随着Dβ增大，易于发生寄生振荡和放大的自发辐射(ASE)，造成反转粒子数Δn的逃逸和减少，使激光钕玻璃增益减少。寄生振荡分为两种模式：

体寄生模式，在平行平板激光钕玻璃中呈锯齿波传播；

表面寄生模式，沿激光钕玻璃片表面传播，表面吸收氙灯光较强，其β值较高，Dβ值也较大，发生寄生振荡可能性较大。

当R·e^Dβ≥1，发生寄生振荡。激光钕玻璃和吸收玻璃之间发生分层现象以后，R＝0.044，放大器增益急剧下降。

1＞R·e^Dβ＞0，减幅振荡，形成放大自发辐射(ASE)损耗。

即使R＝0，Dβ≥3时，单程的ASE损耗成为反转粒子Δn逃逸的主要途径。

主放大器的Dβ值为2.4，表面β值＞0.06，要获得较高增益的片状放大器，抑制片状激光钕玻璃放大器中寄生振荡的方法和工艺技术显得十分重要。

抑制和减少寄生振荡的有效方法是在激光钕玻璃片侧面匹配一层能够有效吸收1.053um荧光的掺氧化铜玻璃，使边界反射减少到接近零。

早期抑制和减少寄生振荡较为成熟的方法主要是通过烧结或浇注的工艺将吸收玻璃连接到激光钕玻璃的侧边，以期达到抑制放大自发辐射和寄生振荡的目的。但是该方法存在成品率低下、成本高、风险大、剩余反射率大等缺点，限制了上述方法在大尺寸激光钕玻璃上的应用。

发明内容

本发明的目的在于保证激光钕玻璃对激光能量的有效放大能力，提供一种抑制大尺寸激光钕玻璃放大自发辐射的方法，以有效地抑制大尺寸片状激光钕玻璃放大自发辐射和寄生振荡，使增益性能接近理论计算水平，满足高功率激光装置的使用要求。

本发明的技术解决方案如下：

一种抑制大尺寸片状激光钕玻璃放大自发辐射的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

(一)选取与所述的片状激光钕玻璃相匹配的吸收玻璃和有机粘接剂：该吸收玻璃的热膨胀系数与所述的片状激光钕玻璃的热膨胀系数的差值小于2％，所述的吸收玻璃在激光波长的折射率n₁大于所述片状激光钕玻璃在激光波长的折射率n₂，且n₁-n₂＝0.0005～0.005；选取有机粘接剂，该有机粘接剂和所述片状激光钕玻璃在激光波长的折射率匹配，所述的有机粘接剂在激光波长的折射率n₃，要求满足关系式：n₂＜n₃＜n₁；

(二)所述的片状激光钕玻璃和吸收玻璃板条的加工和粘贴：对所述的片状激光钕玻璃的周边选配尺寸相适应的吸收玻璃板条并进行光学加工，经处理后，用所述的有机粘接剂，将所述的吸收玻璃板条紧密地粘贴在所述的片状激光钕玻璃的周边上；

(三)片状激光钕玻璃的通光面进行精密抛光：将周边都粘贴了所述的吸收玻璃板条的片状激光钕玻璃进行外部尺寸整形，对所述的片状激光钕玻璃的通光面进行精密抛光并达到设计要求。

所述的第(二)步包括下列具体步骤：

①对所述的片状激光钕玻璃的周边的相间隔的侧边进行光学加工，根据所述的片状激光钕玻璃的相间隔的侧边的尺寸，选配尺寸相适应的吸收玻璃板条，并对所述的吸收玻璃板条进行光学加工；

②对所述的片状激光钕玻璃和所述的吸收玻璃板条进行光学加工后的光学平面，实施酸性物质处理和偶联剂处理；

③用所述的有机粘接剂，将所述的吸收玻璃板条紧密地粘贴在所述的片状激光钕玻璃的相应的侧边上；

④对所述的片状激光钕玻璃尚未粘贴吸收玻璃板条的侧边一一进行光学加工，根据所述的片状激光钕玻璃尚未粘贴吸收玻璃板条的侧边的尺寸，配备尺寸相适应的吸收玻璃板条，对所述的吸收玻璃板条进行光学加工；

⑤对所述的片状激光钕玻璃和所述的吸收玻璃板条进行光学加工后的光学平面，实施酸性物质处理和偶联剂处理；

⑥用所述的有机粘接剂，将所述的吸收玻璃板条紧密地粘贴在所述的片状激光钕玻璃的相应的侧边上