[发明专利]基于碟片增益介质的激光再生放大器

权利要求书

1.一种基于碟片增益介质的激光再生放大器，其特征在于，包括：

种子光源，用于提供S偏振的种子光；

光纤耦合准直模块，将种子光进行准直；

再生放大谐振腔，包括第一偏振片、法拉第旋转器、1/2波片、第二偏振片、普克尔盒、1/4波片、第一腔镜、第三腔镜、第四腔镜、第五腔镜、碟片增益介质、第七腔镜和第八腔镜，所述第一腔镜、第三腔镜和第五腔镜为凹面镜，所述第四腔镜、第七腔镜和第八腔镜为平面镜；

泵浦模块，用于产生泵浦光并给碟片增益介质提供能量；

光隔离器，用于防止经过再生放大谐振腔放大后的种子光脉冲返回到种子光源，所述光隔离器和第一偏振片之间设置有45°反射镜；

种子光经过光纤耦合准直模块准直后通过光隔离器被45°反射镜反射依次通过第一偏振片、法拉第旋转器、1/2波片、第二偏振片、未加电压的普克尔盒和1/4波片到达第一腔镜，种子光第一次通过1/4波片时由P偏振变成圆偏振，被第一腔镜反射再次通过1/4波片，由圆偏振变成S偏振，然后再次通过未加电压的普克尔盒到达第二偏振片，被第二偏振片反射后依次被第三腔镜、第四腔镜和第五腔镜反射到达碟片增益介质，种子光的能量得到放大并被碟片增益介质反射至第七腔镜，种子光被第七腔镜反射至第八腔镜后沿原光路反射至第二偏振片，被第二偏振片反射通过加载1/4波片电压的普克尔盒，保持S偏振的种子光在第一腔镜、第二偏振片、第三腔镜、第四腔镜、第五腔镜、碟片增益介质、第七腔镜和第八腔镜之间往复振荡，直到种子光的能量增益到目标值后将普克尔盒的电压降为0，放大后的种子光通过普克尔盒穿过1/4波片并被第一腔镜反射再次穿过1/4波片，偏振态由S偏振变为P偏振，经第二偏振片透射穿过1/2波片和法拉第旋转器，由P偏振变为S偏振，经第一偏振片反射输出。

2.根据权利要求1所述的基于碟片增益介质的激光再生放大器，其特征在于：所述第一腔镜、第三腔镜、第四腔镜、第五腔镜、第七腔镜、第八腔镜和碟片增益介质构成一稳腔，所述种子光的激光模式与所述稳腔的本征模式相匹配。

3.根据权利要求1所述的基于碟片增益介质的激光再生放大器，其特征在于：所述第三腔镜与第五腔镜构成一望远镜系统。

4.根据权利要求1所述的基于碟片增益介质的激光再生放大器，其特征在于：所述碟片增益介质为圆盘形，所述碟片增益介质的厚度小于0.2mm，所述碟片增益介质的直径为10mm～20mm。

5.根据权利要求1所述的基于碟片增益介质的激光再生放大器，其特征在于：所述碟片增益介质与一热沉键合连接，所述热沉通过水流导热。

6.根据权利要求1所述的基于碟片增益介质的激光再生放大器，其特征在于：所述普克尔盒内设置有偏硼酸钡晶体。

7.根据权利要求1所述的基于碟片增益介质的激光再生放大器，其特征在于：所述碟片增益介质为晶体、玻璃或陶瓷，所述碟片增益介质内掺杂有Nd离子、Yb离子或Ti离子。

8.根据权利要求1所述的基于碟片增益介质的激光再生放大器，其特征在于：所述第一偏振片和第二偏振片均为对P偏振1030nm波长光高透过率，对S偏振1030nm波长光高反射率，所述第一腔镜、第三腔镜、第四腔镜、第五腔镜、第七腔镜、第八腔镜和碟片增益介质均为对1030nm光高反射率。

9.根据权利要求1所述的基于碟片增益介质的激光再生放大器，其特征在于：所述泵浦模块包括泵浦激光和泵浦腔，所述泵浦激光由光纤耦合半导体激光器或半导体激光阵列输出。