[实用新型]一种大口径二极管泵浦放大器的泵浦耦合系统

说明书

技术领域

 本实用新型属于二极管泵浦固体激光技术领域，具体涉及一种大口径二极管泵浦放大器的泵浦耦合系统。

背景技术

上世纪九十年代以来，激光二极管(LD)及其阵列取得巨大进展，输出功率不断提高，成本也在下降。适合二极管激光泵浦的晶体也不断涌现，因而二极管泵浦固体激光器(DPSSL) 的相关研究得到迅速发展。与传统闪光灯泵浦的固体激光器相比，DPSSL具有高效率、高功率、长寿命、小体积等显著优点，因此激光二极管阵列（简称LDA）泵浦的大口径放大器在惯性约束聚变(ICF)和惯性聚变能(IFE)研究领域应用越来越广泛。目前激光二极管阵列的发光强度只有1-3kW/cm²左右，远远不能满足产生大能量激光所需的高泵浦强度要求。针对大功率二极管阵列耦合，人们提出了实心透镜导管、空心透镜导管等耦合方式。实心透镜导管耦合方式在很多小系统上得到成功应用，作为其改进方式的空心透镜导管耦合方式也已成功应用于法国LUCIA、美国Mercury等大激光装置中。采用透镜导管耦合方式无论是耦合效率还是泵浦场分布都得到了改善，但无法实现均匀平顶分布的泵浦场。为了进一步对泵浦场进行匀化，必须加匀束器，不仅增大了耦合损耗，还大大增加了系统的复杂性。而且，实心透镜导管、空心透镜导管等耦合方式目前仅在较小口径（数毫米至数厘米尺度）放大器中获得成功应用，但随着IFE等研究事业的推进，二极管泵浦大口径（最大至数十厘米尺度）放大器的研究应用具有重要意义。而二极管泵浦系统中，二极管的成本在系统成本中占有较大比例，超过60%。因此，要减小系统建设成本，就需要实现高的耦合效率；而系统要实现高质量输出，二极管泵浦放大器需要实现均匀泵浦。因而，二极管泵浦放大器的泵浦耦合系统研究具有重要意义。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种大口径二极管泵浦放大器的泵浦耦合系统。

本实用新型的大口径二极管泵浦放大器的泵浦耦合系统，其特点是：所述的泵浦耦合系统中的多个平面二极管面阵内接球面排布组成二极管阵列泵浦单元，增益介质与二极管阵列泵浦单元通过空心导管连接。

所述的平面二极管面阵由多个二极管阵列组成，平面二极管面阵的尺寸大于或等于放大器所需均匀泵浦区的尺寸；平面二极管面阵中，二极管bar条快轴方向进行准直，相邻二极管阵列的快慢轴方向相互垂直。

所述的空心导管具有四棱台结构，空心导管由四块抛光且镀银膜或镀金膜的玻璃或铝板金属板组成，银膜或金膜上再镀有介质保护膜。

所述二极管面阵内接球面排布中，可按n×n方式对称排布，也可按n×m（n≠m）方式非对称分布。

所述空心导管的选材可用玻璃或铝板等金属材料，其上可镀金膜或银膜等高反射率金属膜，金属膜上可进一步镀介质保护膜以延长导管的使用寿命。

本实用新型的大口径二极管泵浦放大器的泵浦耦合系统，不但能实现高的耦合效率，而且能得到非常均匀的平顶分布泵浦场，能对光束进行高效均匀放大，能较好地解决大能量输出二极管泵浦固体激光系统中泵浦耦合难题。

附图说明

图1是本实用新型的大口径二极管泵浦放大器的泵浦耦合系统的结构示意图；

图2是本实用新型中的二极管阵列泵浦单元结构示意图；

图3是本实用新型中的二极管面阵单元结构示意图；

图中，1.二极管阵列泵浦单元    2.空心导管     3.增益介质     4.二极管面阵     5.二极管bar条     6.二极管阵列。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

图1是本实用新型的大口径二极管泵浦放大器的泵浦耦合系统的结构示意图。从图中可以看出：本实用新型的大口径二极管泵浦放大器的泵浦耦合系统包括二极管阵列泵浦单元1、空心导管2、增益介质3。二极管阵列泵浦单元1和增益介质3通过空心导管2连接，增益介质3的中心置于二极管面阵内接球面的球心位置。空心导管2为具有四棱台结构的导管，导管由四块抛光且镀银或镀金的玻璃板或金属板组成，金属板可为铝、铝合金和不锈钢等。

图2是本实用新型中的二极管阵列泵浦单元结构示意图，从图2中可以看出：二极管阵列泵浦单元1是由多个二极管大面阵4内接球面组成。

图3是本实用新型中的二极管面阵单元结构示意图，从图3中可以看出：单个二极管大面阵4是由多个二极管阵列组成，二极管大面阵4的尺寸大于或等于放大器所需均匀泵浦区尺寸。多个二极管bar条5平行且紧凑地排列组成二极管阵列6，其中每个二极管bar条5的快轴方向用微透镜准直，发散角大大减小。为了实现均匀泵浦，相邻二极管阵列6的快慢轴方向相互垂直。