[实用新型]一种端泵多程板条激光放大器有效

专利信息
申请号: 201922343224.3 申请日: 2019-12-23
公开(公告)号: CN210957265U 公开(公告)日: 2020-07-07
发明(设计)人: 丁建永;于广礼;肖湖福;姚红权;马秀华 申请(专利权)人: 南京先进激光技术研究院
主分类号: H01S3/0941 分类号: H01S3/0941;H01S3/042;H01S3/16;H01S3/00
代理公司: 南京睿之博知识产权代理有限公司 32296 代理人: 刘菊兰
地址: 210038 江苏省南京市*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 端泵多程 板条 激光 放大器
【说明书】:

实用新型公开了一种端泵多程板条激光放大器,包括泵浦半导体激光器、激光整形光路、板条激光晶体、激光反射光路和热沉;板条激光晶体两端下方分别设有泵浦半导体激光器,板条激光晶体与泵浦半导体激光器之间设置激光整形光路,泵浦半导体激光器与激光整形光路同轴设置;板条激光晶体两端上方分别设有激光反射光路;板条激光晶体的上下表面分别固定热沉。本实用新型采用双面端浦和多程放大的方式,适用于不同波长激光放大的共性MOPA技术,在提高系统效率和光束质量的基础上,同时减小系统结构尺寸,提高可靠性,板条放大器结构简单而且紧凑,易于装调和集成,使得系统体积和重量减小,便于工程化和产品化。

技术领域

本实用新型涉及固体激光领域,尤其涉及一种端泵多程板条激光放大器。

背景技术

高功率大能量激光器在国防、科研、工业、医疗等领域有着广泛应用,利用激光器进行长期科学研究已经逐渐成为解决各种工程及科学问题的重要工具。高功率大能量是激光技术的一个重要发展方向,不断拓展研究应用的深度和广度。主振荡功率放大技术(MOPA)作为高功率激光器的核心技术受到众多关注。激光放大器基于受激辐射原理,输入激光采取单次或多次通过放大器内增益媒质的方式获得激光能量放大。在高功率下的激光放大器必然面临热积累、热畸变问题,严重制约激光功率和光束质量的提升。

目前,激光放大器根据增益介质的形状可分为侧泵放大、端泵放大、板条放大等技术。侧泵放大和端泵放大是激光放大器中最常用的技术。端泵放大为泵浦方向和入射激光传播方向相同,具备泵浦均匀、光束质量好的突出优点。但是由于采用了端面泵浦,晶体的截面较小,能允许的泵浦能量有限,即激光放大功率受限制,多用在中低功率。侧面泵浦放大技术的泵浦光和激光传播方向垂直,利用晶体侧面泵浦。晶体具备较大的侧面积,可以加载更多的泵浦能量。但是在高功率泵浦时,晶体内热积累容易引起热退偏,导致系统效率下降。同时侧泵模块的光光效率偏低,需要泵浦能量会更多。而且,激光晶体和聚光腔和冷却水接触,晶体和聚光腔容易被污染进而影响激光功率,因此侧泵放大模块的维护性会较差。结合侧泵模块和端泵模块的优势,板条放大技术利用板条晶体的Zig-zag传输特性,实现激光增益能量的充分提取。尤其是,之字形传播Zig-zag 板条晶体的热效应可以相互抵消,光光转换效率高,特别适合侧面泵浦输出大能量和端面泵浦输出高光束质量高功率。

目前需要一款激光放大器来结合板条晶体与端面泵浦技术实现不同波长激光放大的共性MOPA技术,同时现有设备中系统结构尺寸较大,难以安装或集成,因此需要对现有激光放大装置进行改进。

实用新型内容

技术目的:针对现有技术中缺少一种结合板条晶体与端面泵浦技术,并适用于不同波长激光放大的共性MOPA技术的激光放大器,本实用新型公开了一种端泵多程板条激光放大器,适用于不同波长激光放大的共性MOPA技术,在提高系统效率和光束质量的基础上,同时减小系统结构尺寸,提高可靠性。

技术方案:本实用新型公开了一种端泵多程板条激光放大器,包括泵浦半导体激光器、激光整形光路、板条激光晶体、激光反射光路和热沉;板条激光晶体两端下方分别设有泵浦半导体激光器,板条激光晶体与泵浦半导体激光器之间设置激光整形光路,泵浦半导体激光器与激光整形光路同轴设置;板条激光晶体两端上方分别设有激光反射光路;板条激光晶体的上下大表面分别固定热沉。

优选地,所述激光整形光路用于对泵浦半导体激光器发出的泵浦光束进行缩束,激光整形光路包括第一泵浦耦合透镜和第二泵浦耦合透镜,第一泵浦耦合透镜和第二泵浦耦合透镜均采用柱状透镜。

优选地,所述第一泵浦耦合透镜圆柱母线方向垂直于泵浦光束快轴方向,用于对快轴方向的泵浦光束进行耦合缩束,第二泵浦耦合透镜圆柱母线方向平行于泵浦光束快轴方向,用于对慢轴方向的泵浦光束进行耦合缩束。

优选地,所述泵浦半导体激光器为半导体激光阵列,阵列结构为传导冷却叠阵或者水冷垂直叠阵。

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