[发明专利]一种基于三抛物面的碟片激光器

说明书

本发明公开了一种基于三抛物面的碟片激光器，属于激光器技术领域，包括泵浦光源、泵浦光准直器、碟片激光晶体、多次泵浦单元，以及谐振腔输出单元，其中，多次泵浦单元包括第一、第二、第三抛物面反射镜，以及第一、第二矫正镜，碟片激光晶体位于第一抛物面反射镜的焦点位置，第二、第三抛物面反射镜对称放置在所述碟片激光晶体的上下，第一、第二矫正镜分别位于第二、第三抛物面反射镜的焦点位置，第一抛物面反射镜的中间设置有通孔用于V型激光器谐振腔的搭建。本发明通过对泵浦结构的改进，在保证泵浦次数的同时，解决构建V型腔的角度制约问题，在实现高功率、高光束质量激光输出的同时，提高了搭建谐振腔的灵活性。

技术领域

本发明属于激光器技术领域，涉及一种三抛物面的紧凑型碟片多重泵浦系统，更具体地，涉及一种基于三抛物面的碟片激光器。

背景技术

碟片激光器属于高端的高功率固体激光器之一，这种薄片状的结构(0.2mm～0.4mm的厚度)，采用轴向面冷却的方式，极大地降低了激光晶体的热畸变和热透镜效应，有利于获得高转换效率、高平均功率以及高光束质量的激光输出。然而由于薄片状的几何形状存在对泵浦光吸收长度小的缺点，为了提高泵浦光的吸收效率，多次泵浦技术和光斑匀化技术是高功率碟片固体激光器高效稳定运行的核心技术。1994年，A.Giesen教授提出了多次泵浦的概念，使得碟片的思想得以实现。2003年，Steffen Erhard等提出了用单抛物面和多棱镜构成的空间旋转多次泵浦的结构。2005年，Steffen Erhand等对上述方案进行改进提出来基于单抛物面和两个大型棱镜实现光束空间旋转多次泵浦技术的方案，实现了泵浦光32次的泵浦，使得泵浦光得到有效的利用。2008年，朱晓等提出一种基于对称共轭双抛物面的多次泵浦方案，实现泵浦光斑的多次传输，其泵浦次数与激光晶体和矫正镜的夹角有关。2011年，朱广志等在上述方案的基础上，提出利用180度反射折叠镜来实现泵浦次数的进一步提高。

上述多次泵浦技术都可以用于构建一般的V型腔的碟片激光器。其中SteffenErhand等人的方案可以实现V型腔的折叠角从0度到22度变化，朱晓等人的方案可以实现V型腔的折叠角从20度到40度变化。但在搭建多次通过碟片晶体谐振腔时，受到上述角度制约，上述的多次泵浦技术都不方便用于构建这种复杂的腔型。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种新型的基于三抛物面的碟片激光器，其目的在于，通过对泵浦结构的改进，在保证泵浦次数的同时，解决构建V型腔的角度制约问题，设置基于三抛物面反射镜的泵浦结构，泵浦结构中用于激光输出的通光孔径变大，由此在实现高功率、高光束质量激光输出的同时，提高了搭建谐振腔的灵活性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于三抛物面的碟片激光器，包括泵浦光源、泵浦光准直器、碟片激光晶体、多次泵浦单元，以及谐振腔输出单元；其中，

所述泵浦光源用于发射泵浦光，并经所述泵浦光准直器执行准直后入射至所述多次泵浦单元；

所述多次泵浦单元包括第一、第二、第三抛物面反射镜，以及第一、第二矫正镜，其中，所述第一抛物面反射镜的焦点处设置所述碟片激光晶体，所述碟片激光晶体的背面镀有高反膜，正面镀有高透膜，其安装法线与多次泵浦单元的光轴相重合或存在一定的安装夹角α，所述第二、第三抛物面反射镜对称放置在所述碟片激光晶体的上面和下面，第二、第三抛物面反射镜的高度不超过所述第一抛物面反射镜的高度，第一、第二、第三抛物面反射镜的对称轴在同一平面上，且相互平行，所述第二抛物面反射镜上设有第一泵浦光入射孔；

所述第一抛物面反射镜上下对称的位置分别设置有第二、第三通孔，所述第二通孔用于安装所述第一矫正镜，所述第二通孔的位置对应第二抛物面反射镜的焦点，所述第三通孔用于安装所述第二矫正镜，所述第三通孔的位置对应第三抛物面反射镜的焦点；所述第一、第二矫正镜的安装法线与所述多次泵浦单元的光轴相重合或分别存在一定的安装夹角β、γ；