[发明专利]具有改进的时间衬比的用于放大激光脉冲的设备

说明书

本发明涉及一种用于放大多波长脉冲激光束(2)的设备，其包括：固体放大介质(1)，具有两个平面表面，正表面(12)和反射背表面(11)；用于通过其背表面(11)冷却所述放大介质(1)的设备。放大介质(1)的正表面(12)相对于其背表面(11)倾斜了第一非零角度，所述设备进一步包括梯形棱镜(4)，梯形棱镜(4)具有输入表面和输出表面，所述输入表面和所述输出表面共同形成第二非零角度，第一和第二角度使得每个波长的光束在离开棱镜(4)时彼此平行。

技术领域

本发明的领域为用于科学、工业、医学以及军事应用的固态激光源。更具体而言，其非常有利地用于放大这样的介质材料(比如晶体)：与沿着激光束的传播轴的孔径(ouverture)相比，其具有相对较小的厚度，通常小于1：3。

背景技术

近年来激励激光技术已取得了显著的进步，目前其能够具有产生大约一百左右瓦特的平均激励功率以及在相同数量级的晶体中的热沉积的脉冲激光源。

已经实施了各种技术方案来解决在晶体中提取热能的问题：

-或者晶体通过在其外围的水的循环以常规的方式来冷却，这是有效的解决方案但其不可能使系统在大约一百瓦特或以上运行，

-或者晶体通过使用增加晶体的热导率以增强其冷却并且降低由光激励引起的与晶体中的热负荷相关联的聚焦效应的低温系统来冷却。

这些构造显示出缺点，尤其在成本、封装和振动方面。

在高平均功率(>10瓦特)的激光中，这些解决方案是不符合要求的并且使用了背面冷却。

在图1a和1b中显示了通过背冷却(由箭头显示)实施冷却放大介质1的示例性多通道放大设备构造。待放大的光束2以根据正视图(图1a)的入射角和根据从上面的视图(图1b)的θi到达放大介质1上。该设备为由于光束2借助于镜面3若干次穿过放大介质1的事实而产生的多通道。放大介质的背面11是可反射的，以朝向放大介质反射光束。放大的光束6以方向Oy离开，并且仅在图1a中可见。在这些图中，光束通过单射线来表示。

通过流体、液体或气体，或者固体可以实现冷却。通过背面的这种冷却能够增加热交换表面面积。此外，其能够产生激光在晶体中传播的方向上的热梯度，并因此实现高的热提取。与在晶体中的温度变化相关联的指数变化是通常指向与激光束的传播方向相同的方向的梯度。然而，因此产生了时间衬比(contraste temporel)的问题，其在之前的解决方案中未曾遇到的。时间衬比是由主脉冲的强度(I’intensité)与脉冲和/或任意寄生脉冲的底部(pied)之间的比率限定的。

因此，在今天，始终存在着对于在冷却和时间衬比方面同时满足所有上述要求的放大设备的需要。

发明内容

更具体的说，本发明的主题是用于放大多波长脉冲激光束的设备，其包括：

-折射率为n1的固体放大介质，具有两个平面，旨在接收所谓的待放大的入射光束的正面和反射背面，以及

-用于通过所述背面冷却所述放大介质的设备。