[实用新型]一种用于高功率灯泵激光器的多灯漫反聚光腔

说明书

技术领域

本实用新型属于固体激光技术领域，特别涉及一种新型的用于高功率灯泵激光器的多灯漫反聚光腔。

背景技术

固体激光器的抽运方式分为LD抽运和闪光灯抽运，半导体抽运的优点同比灯泵具有抽运转化效率高，体积小，功耗低，冷却压力小等优点，但对于需要峰值功率高，特别是需要巨大单脉冲能量抽运，重复频率比较低(如几百赫兹以下的情况下)，或者是环境电磁干扰严重、环境空气粉尘较多、环境温度受外界温度影响比较大的情况下，闪光灯抽运无疑是更具备比较优势。高功率激光输出的实现和获得，首先要保障设计合理的泵浦几何结构，使更多的灯参与泵浦，以提供给激光工作物质更多的能量；同时，由于在高放电载荷下，闪光灯本身相当于一个黑体，所以泵浦几何结构设计上，要让尽可能多的能量落到激光晶体棒上而不是被灯这个“黑体”吸收。可见，激光聚光腔的泵浦几何设计，是高功率脉冲激光器设计的核心，对于高功率固体激光器，比如平均功率千瓦以上的聚光腔，既要实现高传输效率、耐高温、同时要兼顾泵浦均匀。传统的镜像腔很难满足要求，参考《大整圆金属聚光腔》(实用新型专利，CN2356438Y)，《全新冷却方式双椭圆泵浦腔的实验研究》(应用激光，1994年12月，第14卷第6期)都遇到泵浦能量供给受限，同时均匀性不好等问题，而采用普通的陶瓷腔或漫反射粉的腔结构，一定程度上只是解决了泵浦均匀性的问题，对于抽运能力的补强和抽运效率的改善都存在着无法克服的缺陷，漫反腔结构参考《激光器玻璃聚光腔及其加工方法》(发明专利，北京光电技术研究所，CN1585214A)。

发明内容

本实用新型的目的是克服目前高功率脉冲激光器聚光腔设计过程中遇到的通过增加闪光灯数以保证在闪光灯合理载荷下增加总泵浦注入能量，由于闪光灯互相照射的灯黑体自吸收造成的有效泵浦效率下降或均匀性差的不足，采用在陶瓷内表面结构直接增加挡角的办法，使闪光灯放电时发出的光主要都照射到激光晶体棒上，减少照射到其他闪光灯上的几率，以保障在高功率激光泵浦时，实现多灯高效率泵浦，以最大程度的实现激光器的更高功率输出，并节约成本，提高效率。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供的用于高功率灯泵激光器的多灯漫反聚光腔，如图2所示，其包括：一陶瓷腔体1；

所述陶瓷腔体1具有一前后通透的多面柱形内腔；所述多面柱形内腔的每一内表面上设有一向陶瓷腔体1中心渐缩并相交的挡角4；所述多面柱形内腔的纵截面呈花瓣形状截面；挡角4呈尖角状(如图1所示)；

涂覆于所述多面柱形内腔内表面之上的陶瓷反光釉层3；

放置于所述陶瓷腔体1的多面柱形内腔中轴线的一激光晶体棒5；

呈空间旋转对称排布于所述陶瓷腔体1的多面柱形内腔中所述激光晶体棒5外围的N支闪光灯2；所述闪光灯2位于相邻的两挡角4之间；所述N为3～30的正整数；

所述挡角4的对称中心线与相邻的二支闪光灯2轴线连线垂直；

所述挡角4的顶角与所述激光晶体棒5相距1～2mm；

所述挡角4为10°～160°的尖角；

所述挡角4的数目与闪光灯2的数目相等；

所述多面柱形内腔的前后表面分别盖有不透明盖板，所述多面柱形内腔内装有冷却水6。

所述多面柱形内腔的内表面之间设有倒角面。

所述激光晶体棒5的轴线和闪光灯2的轴线之间的连接线垂直所述倒角面。

所述倒角面的纵截面尺寸为闪光灯灯管内径的0.5倍～1.5倍。

所述激光晶体棒5为圆柱体，圆柱体的两圆形端面经抛光，其上镀有对激光器工作波长相对应的增透膜。

所述的陶瓷腔体1外形为多面柱体或圆柱体。所述多面柱体为三角形柱体、长方体或正方体。

本实用新型的多面柱形内腔内表面上的陶瓷反光釉层3相对于激光晶体棒5也是空间对称；闪光灯2发出的光既可以直接照射激光晶体棒5，也可以经陶瓷反光釉3反射后照射激光晶体棒5，但闪光灯之间由于挡角4的存在，不能实现对照。

所述闪光灯总数为N支(N为3～30的正整数)，则每支闪光灯辐照在激光晶体棒侧表面上的照射区域为激光晶体棒总泵浦长度的侧面表面积的1/N。每支灯的直接照射只对自己近邻的激光晶体棒部分有贡献，对其它灯近邻的激光晶体棒部分几乎没有贡献。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：