[发明专利]一种控制放大的自发辐射和抑制寄生振荡装置及方法

说明书

本发明涉及一种控制放大的自发辐射和抑制寄生振荡装置及方法，它包括用于产生输出主激光的管状激光增益区，在所述管状激光增益区的内壁或者外壁或者内外壁上制作有光学超表面，所述光学超表面能够对角向放大的自发辐射（ASE）光引入一定的倾斜相位，等效改变角向ASE光入射到所述管状激光增益区壁面的入射角，从而破坏角向ASE光在所述管状激光增益区内的全内反射条件，避免管状激光增益区产生角向寄生振荡。本发明通过在管状激光增益区的内壁或者外壁上制作光学超表面将显著降低ASE光线对管状激光增益区储能的消耗，同时避免了管状激光增益区产生角向的寄生振荡，显著提高管状增益单元的储能能力，对高效率激光器具有极大的用途。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种控制放大的自发辐射和抑制寄生振荡装置及方法。

背景技术

放大的自发辐射（ASE）是指自发辐射的光在已具有储能的激光增益介质中的传输放大，ASE光不可避免，且会消耗激光增益介质中的储能，缩短ASE光在增益介质中的传输路径是有效控制ASE的手段之一。当ASE光在增益介质内未得到有效控制，部分ASE光可在激光器中形成闭合回路，若这部分ASE光得到了净增益，将产生寄生振荡，大幅消耗增益介质内的储能。如图1所示，管状激光增益区内外壁为光学面，主激光沿纵向方向在管状激光增益区内以之字形路径传播。此时，角向放大的ASE光容易满足管状激光增益区内外壁全内反射条件，从而形成闭合光路路径，由于管状增益介质内外壁为光学面，损耗低，ASE将得到净增益，产生角向寄生振荡激光，急剧消耗增益区的储能，甚至导致主激光通过管状增益介质后无法得到放大，因此如何有效控制角向ASE和抑制角向寄生振荡对管状激光增益区储能的消耗是现阶段急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种控制放大的自发辐射和抑制寄生振荡装置及方法，能够有效提升激光增益介质的储能能力。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种控制放大的自发辐射和抑制寄生振荡装置，它包括用于产生输出主激光的管状激光增益区，在所述管状激光增益区的内壁或者外壁或者内外壁上制作有光学超表面，所述光学超表面能够对角向放大的ASE光引入一定的倾斜相位，等效改变角向ASE光入射到所述管状激光增益区壁面的入射角，从而破坏ASE光在所述管状激光增益区内的全内反射条件，避免产生角向寄生振荡。

进一步地，还包括管状端帽，所述管状端帽和管状激光增益区的内外壁为光学圆柱面，可实现纵向主激光光束的全内反射，不受管状激光增益区光学超表面的影响。

一种控制放大的自发辐射和抑制寄生振荡的方法，所述方法包括：

在管状激光增益区的内壁或者外壁或者内外壁上制作一层光学超表面；

角向ASE入射至所述管状激光增益区壁面，经过所述光学超表面等效改变角向ASE光入射角，从而破坏角向ASE光在所述管状激光增益区内的全内反射条件，避免产生角向寄生振荡。

进一步地，在所述管状激光增益区的两端设置有管状端帽，所述管状端帽为光学圆柱面，可实现纵向主激光光束的全内反射，不受管状激光增益区光学超表面的影响。

本发明具有以下优点：一种控制放大的自发辐射和抑制寄生振荡装置及方法，通过在管状激光增益区的内壁或者外壁或者内外壁上制作光学超表面将显著降低ASE光线对管状激光增益区内储能的消耗，同时避免产生角向寄生振荡，显著提高管状增益单元的储能能力，对实现高效率激光器具有极大的用途。

附图说明

图1 为ASE光线闭合光学路径示意图；

图2 为管状激光增益单元的示意图；

图3 为ASE光线在外壁具有光学超表面的管状激光增益区内的传输示意图；

图4 为超表面具体的结构示意图；