[发明专利]一种对中大口径激光进行放大的装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体地说，本发明涉及一种对中大口径激光进行放大的装置。

背景技术

激光系统中，有时需要获得高的激光能量或功率而又保持激光的质量（包括脉宽、线宽等特性）。对于中大口径（例如10mm以上）的激光束，现有技术中一般使用激光晶体口径较大的灯泵激光放大器进行放大。这种激光放大方案能够提供较大的增益并基本保持光束质量，然而，由于激光晶体的尺寸大，其散热较差，尤其是对于热导率较小的激光工作介质（例如Nd:glass）而言，上述问题更为突出。这导致此类激光放大装置的重复频率特别低，通常为20分钟一次。

因此，当前迫切需要一种易于冷却，重复频率较高的对中大口径激光进行放大的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种易于冷却，重复频率较高对中大口径激光进行放大的装置。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种对中大口径激光进行放大的装置，包括缩束单元和设置在所述缩束单元输出端的LD侧面泵浦激光放大器。

其中，所述缩束单元包括依次设置的缩束透镜和准直透镜。

其中，所述对中大口径激光进行放大的装置还包括偏振片、四分之一玻片和全反镜，所述偏振片、缩束透镜、准直透镜、LD侧面泵浦激光放大器、四分之一玻片和全反镜沿光路依次设置，所述偏振片不与主光路的光轴垂直。

其中，所述缩束透镜和准直透镜之间还设置有第二LD侧面泵浦激光放大器。

其中，所述第二LD侧面泵浦激光放大器设置在所述缩束透镜的焦点附近，使光束在穿过所述第二LD侧面泵浦激光放大器时，在其放大介质两侧的光斑口径小于放大介质口径，且使投射到其放大介质的光斑的能流密度小于其损伤阈值。

其中，所述第二LD侧面泵浦激光放大器设置在所述缩束透镜的焦点附近，使光束在穿过所述第二LD侧面泵浦激光放大器时，在其放大介质两侧的光斑口径小于放大介质口径的80%，且使投射到其放大介质的光斑的能流密度小于其损伤阈值。

其中，所述第二LD侧面泵浦激光放大器设置在所述缩束透镜和所述缩束透镜的焦点之间。

其中，所述第二LD侧面泵浦激光放大器设置在所述缩束透镜的焦点和所述准直透镜之间。

其中，所述缩束透镜和准直透镜之间还设置有第三LD侧面泵浦激光放大器，所述第二、第三LD侧面泵浦激光放大器分别设置在所述缩束透镜的焦点两侧，并均满足以下条件：光束在穿过侧面泵浦激光放大器的放大介质时，在放大介质两侧的光斑口径小于放大介质口径的80%，且使投射到放大介质的光斑的能量密度小于其损伤阈值。

与现有技术相比，本发明具有下列技术效果：

1、本发明在为中大口径激光提供较大增益且保持激光质量的前提下，大大提高了重复频率。

2、本发明缩小了对中大口径激光进行放大的装置的体积。

3、本发明特别适用于激光放大器的工作介质的热导率较小（例如Nd:glass）的情况。

4、本发明特别适合对线偏振光进行放大。

附图说明

图1示出了本发明一个实施例的对中大口径激光进行放大的装置的光路示意图；

图2示出了本发明另一个实施例的对中大口径激光进行放大的装置的光路示意图；

图3示出了缩束透镜焦距过短的情况下的示意图；

图4示出了本发明一个实施例中光束从缩束透镜通过第二LD侧面泵浦激光放大器的激光工作介质到达焦点的示意图。

具体实施方式

图1示出了本发明一个实施例中的对中大口径激光进行放大的装置，如图1所示，该装置沿着光路依次包括：偏振片1、缩束透镜2、准直透镜3、LD侧面泵浦激光放大器4(LD的全称为laser diode)、四分之一玻片5和全反镜6。为方便描述，下文中多处将LD侧面泵浦激光放大器简称为LD放大器。