[发明专利]一种基于偏振合成激光增益的激光放大器

说明书

本发明公开了一种基于偏振合成激光增益的激光放大器，所述激光放大器包括：泵浦源、聚焦耦合镜组、全反镜、偏振激光介质、半波片、45度法拉第旋转器和偏振片，其中：所述泵浦源、聚焦耦合镜组、全反镜、偏振激光介质、半波片、45度法拉第旋转器和偏振片依次光学同轴排列；所述偏振激光介质和半波片组成偏振合成增益控制功能模块，通过旋转所述半波片来控制所述激光放大器的合成激光增益。本发明方案能够在放大器注入能量一定的条件下，即激光系统热效应不变的前提下，放大器本身实现增益控制，达到改变放大器输出能量大小的技术效果。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种基于偏振合成激光增益的激光放大器。

背景技术

在许多应用场景下，需要使用高质量激光束，即单横模、单纵模激光束，但工作在单模情况下的激光器，由于其腔损耗大，模体积小，其输出功率或能量通常会受到限制。为了提高功率或能量，就需要使用激光放大器。

激光放大器是指利用光的受激辐射进行光的能量(功率)放大的器件。通过采用激光放大器，可以在获得较高的激光能量或功率时还能够保持激光的质量(包括脉宽、线宽、偏振特性等)。

目前激光放大器输出功率的调节主要是通过改变泵浦功率来实现的，但这种方法在激光系统中会引起热透镜效应的变化，进而造成激光输出能量和光束质量的改变。因此在成熟的激光系统中，都是通过控制种子激光能量的大小，来改变最终输出激光的能量或功率，另外，在该系统中激光放大器都是基于定泵浦功率实现的。但这种改变种子激光能量大小，激光放大器定泵浦功率的模式存在一些问题：种子激光在整个激光器系统中造价很高，为实现激光系统能量可变，需要在种子激光输出端插入偏振器件控制入射端激光放大器的能量，造成资源上的种子激光输出参数的浪费。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于偏振合成激光增益的激光放大器。

本发明提出一种基于偏振合成激光增益的激光放大器，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。