[发明专利]一种基于偏振合成激光增益的激光放大器

权利要求书

1.一种基于偏振合成激光增益的激光放大器，其特征在于，所述激光放大器包括：泵浦源(1)、聚焦耦合镜组(2)、全反镜(3)、偏振激光介质(4)、半波片(5)、45度法拉第旋转器(6)和偏振片(7)，其中：

所述泵浦源(1)、聚焦耦合镜组(2)、全反镜(3)、偏振激光介质(4)、半波片(5)、45度法拉第旋转器(6)和偏振片(7)依次光学同轴排列；

所述泵浦源(1)产生的泵浦光首先经过所述聚焦耦合镜组(2)的汇聚，再经过所述全反镜(3)，最后被所述偏振激光介质(4)吸收，使偏振激光介质粒子向激光上能级跃迁，形成粒子数反转；

种子激光沿泵浦光反向方向输入所述偏振片(7)后形成线偏振光，所述线偏振光依次进入所述45度法拉第旋转器(6)、半波片(5)和偏振激光介质(4)，当所述线偏振光经过形成粒子数反转的所述偏振激光介质(4)之后，所述线偏振光被放大，在所述全反镜(3)的作用之下，放大的线偏振光依次经过所述偏振激光介质(4)、半波片(5)和45度法拉第旋转器(6)，最后经所述偏振片(7)反射输出；

所述偏振激光介质(4)和半波片(5)组成偏振合成增益控制功能模块，通过旋转所述半波片(5)来控制所述激光放大器的合成激光增益；

当需要改变所述激光放大器输出的能量和功率时，通过改变半波片(5)光轴与种子激光经45度法拉第旋转器(6)后激光出射偏振方向的夹角来实现。

2.根据权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述泵浦源(1)为直接输出的半导体激光器，波长对应于所述偏振激光介质(4)的吸收峰；

所述聚焦耦合镜组(2)由两个正交放置的柱面镜和一个凸透镜组成，所述柱面镜一面为平面，另一面为凸面，且所述柱面镜的平面与泵浦源(1)相对。

3.根据权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述泵浦源(1)为光纤耦合输出的半导体激光器，波长对应于所述偏振激光介质(4)的吸收峰；

所述聚焦耦合镜组(2)由两个平凸透镜组成，并且凸面相对。

4.根据权利要求1-3任一所述的激光放大器，其特征在于，所述全反镜(3)为平面镜、凹面镜和凸面镜中的一种，朝向所述偏振激光介质(4)的一侧镀有激光高反膜。

5.根据权利要求4所述的激光放大器，其特征在于，当所述偏振激光介质(4)热效应小于第一预设阈值时，经过所述偏振激光介质(4)的光线为平行光，所述全反镜(3)为平面镜；当所述偏振激光介质(4)热效应大于第二预设阈值时，所述全反镜(3)的入射光线和反射光线重合，所述全反镜(3)为凹面镜或者凸面镜，且其凹面或凸面朝向所述偏振激光介质(4)。

6.根据权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述偏振激光介质(4)为具有偏振性质的激光介质，且具有晶体光轴。

7.根据权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述半波片(5)为偏振器件，由单轴晶体制成，通光面平行于所述偏振激光介质(4)的光轴，通光方向垂直于所述偏振激光介质(4)的光轴。

8.根据权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述45度法拉第旋转器(6)为利用法拉第磁光效应的旋转器。

9.根据权利要求1所述的激光放大器，其特征在于，所述偏振片(7)表面镀有P光高透膜和S光高反膜，以与光轴呈布儒斯特角或者45度角放置。