[发明专利]一种抑制掠入射板条增益介质内部寄生振荡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制掠入射板条激光增益介质内部寄生振荡方法，该方法可 以有效地抑制这种结构增益介质的寄生振荡，提高增益介质储能和增益，降低 系统的放大的自发辐射(ASE)，提高输出光脉冲能量。属于激光技术领域。

背景技术

目前大功率固体激光器、激光放大器广泛应用于工业生产、军事武器、科学 研究等诸多领域。固体激光器的增益介质多以块状或板条等形式出现，尤其是 掠入射板条增益介质，其增益高、几何外形规则，容易产生较强的寄生振荡。 在激光放大器中寄生振荡的存在使得种子光在到达之前就消耗了大量的反转粒 子数，降低了增益介质的峰值增益和存取效率；在激光振荡器中寄生振荡使得 增益介质内储能降低，提高了激光的输出阈值。如果寄生振荡在光路中传播并 被不断放大则形成了放大的自发辐射(ASE)，ASE又会使激光的光束质量、光 束对比度下降，对脉冲的时间特性产生影响等。因此对寄生振荡的消除有着重 要的意义。

通常抑制掠入射板条增益介质内寄生振荡的方法有：将平行的晶体通光面切 出一定的角度，并镀高透膜来避免晶体的端面间产生振荡；对晶体的非工作面 进行打毛处理，通过散射作用来抑制寄生振荡。但是无论切角还是打毛处理， 只是改变了寄生振荡光的传播方向，在高增益下，即便是散射光也会形成较为 强烈的寄生振荡，消耗晶体储能或是形成ASE。

发明内容

本发明的目的在于提出一种利用介质吸收的方法，抑制掠入射板条增益介质 内部的寄生振荡。该方法简单，适用范围广，并且有着很好的对寄生振荡的抑 制效果。

本发明采用了如下的技术方案为一种抑制掠入射板条增益介质内部寄生振 荡的方法，在掠入射板条的三个非通光表面，镀上一层介质材料，并使该介质 材料对于增益介质的寄生振荡呈现出吸收特性。

对于不同的激光介质，应镀上不同的介质材料，所述介质材料为Nd:YAG或 Nd:YVO₄，利用溅射法镀以一定厚度的金属锗(Ge)在增益介质的表面上。

因为Nd:YAG、Nd:YVO₄的寄生振荡波长在1064nm附近，而且金属锗对 1064nm的光有着很好的吸收特性。板条晶体包含有六个面，每个面上的反射或 散射都会增强晶体内的寄生振荡，因此在除了泵浦面和通光面的其他所有面上 镀上吸收介质，切断寄生振荡回路，以达到吸收效果；但晶体的冷却面要和金 属热沉进行热交换，所以仅在晶体增益最大处镀锗，冷却面的吸收层不铺满整 个冷却面，使其与散热器良好接触，保证散热效果。

附图说明

图1.1镀锗板条晶体轴测图。

图1.2镀锗板条晶体主视图。

图1.3镀锗板条晶体俯视图。

图1.4镀锗板条晶体左视图。

图1.5为另外一个实施例的示意图。

图2构成激光器的结构。

图3为板条晶体内部的光束振荡图，其中，(a)自发辐射在晶体内部水平方向 的振荡；(b)自发辐射在晶体内部竖直方向的振荡。

图4镀锗与非镀锗Nd:YAG模块自由振荡输出脉冲能量E随泵浦电流I规律。

图5镀锗涂层与无锗镀层Nd:YAG模块在被动调Q情况下脉冲输出能量E 随泵浦电流I变化规律。

图中：1.1、晶体泵浦面，1.2、非通光面，2.1、晶体通光面a，2.2、晶体通 光面b，3.1、晶体上冷却面，3.2：晶体下冷却面，4.1、上镀锗区域，4.2下镀 锗区域，5、位于非工作面上的镀锗区域，6.1、上隔离层，6.2、下隔离层。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，实施以掺钕钇铝石榴石 (Nd:YAG)晶体作为增益介质的激光器，结合实施例、参照附图，对本发明进 一步详细说明。

实施例1