[发明专利]一种多程激光放大器

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种多程激光放大器。

背景技术

通常情况下，对于高端场合下的激光应用，要求激光器在获得高功率的激光脉冲输出的同时，还要保障激光束拥有高光束质量。如此一来，采用单一的振荡级直接输出，常常由于激光器谐振腔内光学元件的损伤阈值特性或造价的成本考虑而几乎无法实现。而选用主振荡器加普通的多级功率放大器(MOPA)的方案，虽然可以通过选择合适的能流通量来规避光学元件损伤问题，但只有在放大器的增益较大或注入的信号光能量较大时才比较经济可用(参考文献：王之桐，提高主振-功率放大系统光束质量的实验研究，中国激光，Vol.31增刊，2004年)，必须保证每一级的放大器增益足够高，否则会使能量浪费严重和热负荷增大；且上述普通的多程放大器放大程数有限。而对于采用SBS相位共轭的放大器，不仅要求入射的信号光能量足够高和脉宽足够窄之外，还要求入射激光的线宽接近单频才能保证有相对较高的效率，否则插入损耗严重。对于皮秒或飞秒的种子放大，动辄要求实现10⁶以上的增益(参考文献：Martin D.Dawson，W.Andreas Schroeder，D.P.Norwood，and Arthur L.Smirl，Characterization of a high-gain picosecond flash-lamp-pumped Nd：YAG regenerative amplifier，OPTICS LETTERS/Vol.13，No.11/November1988)，此时采用普通的多程放大技术几乎无法实现，而选用再生放大，材料的色散所造成的光谱增益窄化直接导致放大脉宽的展宽，甚至带来波形的劣化和破坏(参考专利文献：魏志义，腾浩，吕铁铮，张杰，一种飞秒激光多通预放大器，申请号：01229194.3，公告号：CN2498770Y)。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有的激光放大器在激光放大过程中存在的光能量利用率低、放大程数少、光路复杂，且对激光的放大条件要求较高的技术问题，提出一种多程激光放大器，以最大程度的提高激光器的综合性能，并节约了成本和提高了激光的放大效率。

为实现上述目的，本发明提供一种多程激光放大器。包括：全反射镜、两个以上的激光晶体、耦合透镜组和光纤耦合模块；所述激光晶体并列分布于同一平面上，并与全反射镜的反射面相对；每个所述的激光晶体均能接受到相邻的激光晶体输出并通过全反射镜反射的激光；所述激光晶体在朝向全反射镜的一面镀有与放大器波长相对应的增透膜和泵浦光波长的增透膜，其背向全反射镜的一面镀有与放大器波长相对应的全反膜和泵浦光波长的增透膜；所述光纤耦合模块通过耦合透镜组对激光晶体进行光泵浦；所述全反射镜的反射面为凹面，该全反射镜通过一端入射激光，并经过激光晶体的若干次放大及反射后从其另一端输出。

作为上述技术方案的进一步改进，所述激光晶体在朝向全反射镜的一面为平面，其背向全反射镜的一面为凸面，该凸面的的曲率半径与激光晶体到全反射镜之间的距离相等。

作为上述技术方案的进一步改进，所述全反射镜的曲率半径与激光晶体到全反射镜之间的垂直距离相等。

作为上述技术方案的进一步改进，所述激光晶体在朝向及背向全反射镜的两个面均为平面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述全反射镜的一端设有供激光入射的输入孔，其另一端设有直角棱镜，该直角棱镜用于反射输出经激光晶体进行若干次放大及反射后的激光。

作为上述技术方案的进一步改进，所述激光晶体在背向全反射镜的一面沿中心轴依次平行排列耦合透镜组和光纤耦合模块。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述激光晶体朝向全反射镜的一面与耦合透镜组之间，设有两个平面反射镜，所述耦合透镜组通过平面反射镜将泵浦光反射至激光晶体朝向全反射镜的一面上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的全反射镜采用K9玻璃或熔石英材料制成，该全反射镜的反射面镀有反射率大于99.5％的介质膜。

作为上述技术方案的进一步改进，所述的激光晶体采用钇铝石榴石晶体、掺钕钒酸钆单晶或掺钕钒酸钇晶体制成。本发明的一种多程激光放大器的优点在于：

本多程激光放大器具有结构简单，调节方便，放大程数可以灵活改变，提取效率高的优点。本发明可在各种激光放大器中使用，通过调整全反射镜和激光晶体的方位，可以实现放大次数的灵活可调。

附图说明

图1为本发明实施例1中全反射镜上的光斑竖列A对应的光线图。