[实用新型]无水冷激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，特别是涉及一种无水冷激光器。 

背景技术

基于主振荡功率放大器（MOPA，Master Oscillator Power-Amplifier）的激光器，尤其是端面泵浦的主振荡功率放大器，既能保持主振荡器的高光束质量，又能保证高的峰值功率、高的转换效率、大能量输出，该类激光器被广泛应用于激光加工、远程测绘、空间雷达等领域。半导体激光器（LD，Laser Diode）作为泵浦源，因其与传统灯泵浦相比具有结构紧凑、寿命长、能量转换效率高、易于热管理等优势，被广泛使用在主振荡功率放大器中。连续或准连续的半导体激光器已经在中小功率的工业激光器中得到了广泛应用，脉冲式半导体激光器也已经有了成型的产品。以半导体激光器作为泵浦源，此类主振荡功率放大器具有输出能量高、脉宽窄、结构紧凑等优点，具有广泛的实用价值。 

按泵浦方式来分类，端面泵浦可以分为连续端面泵浦和脉冲式端面泵浦。连续端面泵浦多以光纤方式输出泵浦光，此类泵浦光光斑均匀，输出功率从几瓦到几千瓦。连续端面泵浦的MOPA激光器，输出光束质量好（单横模），重复频率高，其光束质量在X方向为1.28，在Y方向为1.21；也有输出单脉冲大能量的MOPA激光器，其脉冲宽度为60ns，重复频率5kHz，光束质量小于1.3。但是，它们都采用水冷的方式，因为连续泵浦功率大，产生的热量多。于是，出现了脉冲式端面泵浦，泵浦源平均功率较低，可以采用传导冷却或者风冷方式，大大减少了增益晶体或泵浦源被污染的机会，其光束质量小于1.5，但单脉冲能量只有54mJ，限制了远程测距的距离。 

侧面泵浦板条MOPA无水冷激光器，结构简单，输出单脉冲能量大，但是，采用脉冲二极管直接泵浦，泵浦光的均匀性影响输出光的光束质量。 

如何在无水冷全固态、高峰值功率、大能量输出的情况下，保证光束为单横模，是当前急需解决的一个技术难题。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种无水冷激光器，用以解决上述现有技术存在的问题之一。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种无水冷激光器，包括： 

主振荡器激光晶体（4），以及依次设置在所述主振荡器激光晶体（4）一侧的主振荡器耦合系统（3）、主振荡器能量光纤（2）和主振荡器泵浦源（1）； 

在所述主振荡器激光晶体（4）的另一侧光路上依次设置有第一偏振片（5）、第一四分之一波片（6）、普克尔盒（7）、平凹输出镜（8）、扩束系统（9）、第一45°全反镜（10）、第二45°全反镜（11）和第二偏振片（12）； 

在所述第二偏振片（12）水平透射光路上依次设置有第二四分之一波片（13）、功率放大器激光晶体（14）、功率放大器耦合系统（15）、功率放大器能量光纤（16）和功率放大器泵浦源（17）； 

在所述第二偏振片（12）垂直反射光路上设置有第三偏振片（18）。 

进一步，主振荡器泵浦源（1）提供峰值功率≤500W的泵浦光，泵浦光脉冲宽度为100～480μs；主振荡器泵浦源（1）由半导体制冷片制冷； 

功率放大器泵浦源（17）提供峰值功率≤2000W的泵浦光，泵浦光脉冲宽度为100～480μs。 

进一步，主振荡器能量光纤（2）的纤芯直径为600～1000μm；功率放大器能量光纤（16）的纤芯直径为800～1000μm。 

进一步，主振荡器耦合系统（3）的耦合比例为1:2；功率放大器耦合系统（15）的耦合比例为1：4。 

进一步，主振荡器激光晶体（4）或功率放大器激光晶体（14）为Nd:YAG晶体；Nd:YAG晶体面向泵浦光端面镀1064nm全反膜和808nm高透膜；另一端面镀1064nm增透膜和808nm增透膜；功率放大器激光晶体（14）双端面镀1064nm增透膜和808nm增透膜；主振荡器激光晶体（4）或功率放大器激光晶体（14）由半导体制冷片制冷。 

进一步，主振荡器激光晶体（4）或功率放大器激光晶体（14）为Nd:YLF。 

进一步，平凹输出镜（8）向主振荡器谐振腔内的一面镀透过70%的1064nm介质膜，另一面镀1064nm增透膜。