[实用新型]一种多程激光放大器中热退偏完全补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型属于高功率固体激光器技术领域，具体地说涉及一种多程激光放大器中热退偏完全补偿装置。

背景技术

近年来，高功率固体激光器技术得到了迅速发展，各种大规模的固体激光器相继诞生，比如美国NIF和Nova、中国的神光II和神光III等。在这类大型固体激光器装置中，多程激光放大器扮演着非常重要的角色，直接决定了整个装置的输出能力。尽管在这几十年里，激光放大器取得了很多重大突破，但热管理问题一直是限制激光放大器发展的瓶颈，尤其是热致双折射导致的热退偏使得输出激光的光束质量出现严重恶化，输出能力受到极大限制，而且容易使光学元件出现永久损伤。

目前常用的热退偏补偿方法有：双电光调Q晶体补偿激光介质的热退偏、双激光头加90°转子等。这两种补偿方式能完全补偿热退偏，但第一种方法需要两个光电开关具有相同的响应，第二种方法要求两个激光头具有相同的热退偏，两种方法对各元器件的要求较高，增加了整个系统的成本，同时增加系统调试难度。名称为消除激光放大器中热退偏效应的装置(公布号为CN102545009A)公开了将2个旋光器结合消除激光放大器中工作介质热退偏效应，虽然经反射镜反射的激光偏振态旋转了90°，由于激光存在衍射现象，激 光经激光放大器出射的出射点与反射镜反射激光在激光放大器的入射点不能完全重合，因此，不能完全补偿热退偏。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，实用新型人在长期实践中发现：单个激光放大头配合两个旋光器，同时，采用2个成像系统，使得激光放大头内增益介质的任意截面经过像传递和全反镜回到原来的位置，保证了热退偏的完全补偿。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多程激光放大器中热退偏完全补偿装置，包括主光路和侧光路，沿着激光注入方向，所述主光路为直线式结构，其依次包括偏振片、1/4波片、电光开关、第一成像系统、第一旋光器、激光放大头、第二旋光器、第二成像系统和第一全反镜，所述侧光路由第二全反镜构成，由第二全反镜反射的激光经偏振片再次注入主光路中。

进一步，所述第一成像系统由第一透镜和第二透镜组成，第二全反镜与激光放大头的中心位置通过第一成像系统相互成像。

进一步，所述第二成像系统由第三透镜和第四透镜组成，第一全反镜与激光放大头的中心位置通过第二成像系统相互成像。

进一步，所述第一旋光器、第二旋光器均为法拉第旋光器，且两者对激光偏振态进行同向旋转。

进一步，所述第一旋光器、第二旋光器均为法拉第旋光器，且两者对激光 偏振态进行异向旋转。

进一步，所述第一旋光器、第二旋光器对激光偏振态的旋转角度均为45°。

进一步，所述电光开关的工作电压为激光波长对应的1/4波电压。

进一步，所述1/4波片的光轴与激光注入方向的夹角为45°。

本实用新型的有益效果是：

1、采用单个激光放大头配合两个旋光器的构型，极大的降低了成本，结构简单，同时，采用第一成像系统配合第二成像系统，使得激光放大头内增益介质的任意截面经过像传递和全反镜回到原来的位置，实现热退偏的完全补偿。

2、通过调节电光开关与激光的同步时序，可控制激光放大程数，使得激光放大器的输出能力更加灵活。

3、第一成像系统配合第二成像系统，利用严格像传递的方法，有助于改善激光放大器输出的近场光斑质量。

附图说明

图1是本实用新型的俯视结构示意图；

图2(a)是实施例二中热退偏补偿前的近场光斑图；

图2(b)是实施例二中热退偏补偿后的近场光斑图。

附图中：1—偏振片、2—1/4波片、3—电光开关、4—第一透镜、5—第二透镜、6—第一旋光器、7—激光放大头、8—第二旋光器、9—第三透镜、10—第四透镜、11—第一全反镜、12—第二全反镜；

位于偏振片1处平行于光路的箭头表示激光的注入和输出方向。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：