[实用新型]一种片状激光放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及高功率固体激光器技术领域，具体而言，涉及一种片状激光放大器。

背景技术

在高功率固体激光驱动器30多年的发展历程中，激光驱动器技术得到了飞速的发展，特别是在激光惯性约束聚变技术的激励下，世界许多国家的重要单位和实验室都对各种规模和各种水平的超高功率激光驱动器进行了大量研究，比如美国利弗莫尔实验室、法国里梅尔实验室、日本大阪大学激光工程中心等。其中，美国利弗莫尔实验室研制的高功率激光驱动器代表了世界最高水平，从70年代开始先后建造了Janus、Argus、Shiva、Nova和NIF等固体激光器系统，大口径片状激光放大器取得了巨大发展。在这些激光驱动器中，非常重要的一个模块是片状激光放大器，它主要解决装置纵向能流传递转换问题，是整个驱动器的核心部分，其性能的好坏直接影响装置的输出能量和功率，对系统的总体性能有着重要影响。

衡量片状放大器的重要参数有放大器尺寸、小信号增益系数、增益均匀性等，对放大器尺寸影响较大的是放大器的泵浦源，目前常用的片状激光放大器的泵浦源主要有氙灯和激光二极管，激光二极管具有尺寸小、易于集成等优势，但由于工艺不成熟，激光二极管的价格昂贵、均匀性难以做得很好，氙灯虽然体积大，但价格便宜，是目前片状激光放大器的主要选择。

由于片状激光放大器需要高增益输出，在高增益情况下，由于放大自发辐射效应的存在，会导致激光放大器增益出现明显的塌边现象，使得激光经过放大器后的波前畸变明显，影响了激光放大器的使用。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种抑制增益塌边效应的片状激光放大器，该激光放大器结构紧凑，小信号增益系数大，增益均匀性好。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种片状激光放大器，包括片箱、灯箱和框架，所述片箱内固定连接有增益介质，所述灯箱包括氙灯和隔板玻璃，所述片箱包括上端面、下端面、入射面、出射面和2个泵浦面，所述灯箱为2个，分别为第一灯箱和第二灯箱，所述片箱固定连接在所述框架的中心，所述第一灯箱和第二灯箱分别与所述片箱的2个泵浦面相对，所述灯箱与所述框架固定连接，所述第一灯箱的氙灯和第二灯箱的氙灯沿激光主光路方向呈非对称错位排布。

进一步，所述增益介质倾斜放置，增益介质表面法线与入射激光的夹角为布儒斯特角。

进一步，所述第一灯箱与增益介质最靠近出射面的边缘平齐，所述第二灯箱与增益介质最靠近入射面的边缘平齐，增益介质最靠近出射面的边缘到第一灯箱的距离小于增益介质最靠近入射面的边缘到第一灯箱的距离。

进一步，所述氙灯为9支，并且等间距排列。

进一步，6支所述氙灯串联为一个放电回路，所述放电回路的工作电压为20.9-23.1kV/回路，电容为349-385μF/回路，电感为66.5-73.5μH/回路，电阻为93-103mΩ/回路。

进一步，所述灯箱还包括第一反射器，除隔板玻璃所在的侧面外，所述灯箱的内侧面设有所述第一反射器。

进一步，所述第一反射器表面镀有SiO₂膜层。

进一步，所述隔板玻璃的内表面和外表面分别镀有增透的宽带化学膜。

进一步，所述片箱还包括压框，所述压框与增益介质的端面固定连接，所述激光放大器还包括第二反射器，所述第二反射器位于增益介质和压框之间。

进一步，所述激光放大器还包括2个端镜，2个所述端镜与所述框架固定连接，2个所述端镜分别与入射面和出射面相对，所述端镜的表面法线与入射激光的夹角为0.8-1.2°。

本实用新型的有益效果如下：

1、第一灯箱的氙灯和第二灯箱的氙灯呈非对称错位排布，提高了氙灯辐射光在增益介质表面分布的均匀性和氙灯的发光效率，同时抑制了高增益导致的增益塌边现象，提高了片状放大器的增益均匀性；

2、灯箱中除了隔板玻璃面的其余各面以及片箱的两端面均设有反射器，增加了对泵浦光的反射，使泵浦光最大程度的反射到增益介质表面，提高了泵浦效率；

3、反射器表面镀有SiO₂膜层，具有保护其内侧的镀银层的作用，防止镀银层硫化导致的反射率降低现象，保证了片状激光放大器长期工作的稳定性；

4、通过灯箱与增益介质之间位置的设置，以及反射板与增益介质之间位置的设置，使整个片状激光放大器结构更为紧凑，同时整个泵浦腔的传输效率提高10％以上；