[发明专利]一种激光放大器

说明书

本申请公开了一种激光放大器。激光放大器包括：泵浦光路和激光放大光路；泵浦光路和激光放大光路还共同包含一激光增益介质。激光放大器中折叠式的光路使放大器整体的结构尺寸减小，便于安装使用。泵浦光在激光增益介质中两次穿过，使泵浦光的利用率提升。此外，由于激光放大器中引入了热透镜成像系统，减少了器件引入的波前畸变影响，因此提升输出激光的光束质量。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，特别是涉及一种激光放大器。

背景技术

随着激光加工工艺的发展，激光越来越多的应用于金属、玻璃、蓝宝石、液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)面板、有机发光二极管(Organic Light-EmittingDiode,OLED)面板等材料的加工。相比于传统的机械加工，激光加工有着适应性强、清洁加工、加工精度更高、无接触等特点，而随着产业的发展，如手机屏占比越来越高等特性的变化，其对激光加工的工工艺的要求也越来越高，超快激光器相对于传统的纳秒乃至于连续激光器，其产生的残余热量更小，更适合用于精细加工。

基于光纤种子主振荡器(Master Oscillator Power-Amplifier,MOPA)的混合放大器在工业领域得到了广泛的应用，该方案一方面可以实现将功率较低的振荡器的信号光注入到主放大器中，可将其定标放大到100μJ乃至mJ量级，另外其结合了光纤种子的可靠性结构，使得输出放大后的激光脉冲保证高能量的同时也更加可靠。

对于亚皮秒乃至百飞秒量级的超快激光器来说，其一般使用的光纤锁模的主振荡器产生的重频一般在20-80MHz之间，而此时的重复频率较高而脉冲宽度较窄，不适合直接将其注入到后续的主放大级，对此一般先用声光晶体将信号光的重频降低到100KHz到1MHz量级，然后使用基于固体offner结构或者光纤CFBG光栅将其脉宽展宽到数百皮秒量级，其后将处理后的信号光注入到主放大级进行能量放大。为了保证放大后的脉冲宽度，常常需要选择具有足够增益带宽的晶体作为增益材料。另外一般该放大器输出的功率比较高，因此需要选择特定的晶体以及热沉积结构，以保证晶体放大过程中内部良好的热梯度从而获得较好的光束质量输出。

对于当前超快激光器中的放大器，其常存在以下问题：

结构复杂，占地面积大，导致安装和使用不便；对泵浦光的利用效率比较低；引入较多数量的透镜等体结构，导致波前畸变比较严重，影响激光的输出质量。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种激光放大器，以缩减放大器的结构尺寸，提升泵浦光的利用率，提升激光的输出质量。

本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请提供了一种激光放大器，包括：泵浦光路和激光放大光路；其中，泵浦光路中的器件包括：泵浦光源、第一组透镜、第一组反射镜、第二组透镜、第三组透镜和第二组反射镜；所述激光放大光路中的器件包括：第四组透镜和第三组反射镜；所述泵浦光路和所述激光放大光路还共同包含一激光增益介质；所述激光增益介质设置在所述第二组透镜和所述第三组透镜之间；

在所述泵浦光路中，所述第一组透镜用于将所述泵浦光源发射的泵浦光准直至所述第一组反射镜；所述第一组反射镜用于将所述第一组透镜出射的准直的泵浦光反射至第二组透镜；所述第二组透镜用于将接收到的泵浦光聚焦并传输给所述激光增益介质，以使泵浦光被所述激光增益介质第一次吸收；在第一次吸收后从所述激光增益介质透射出的泵浦光首先被所述第三组透镜准直，然后被所述第二组反射镜原路反射，接着被所述第三组透镜聚焦后重新打入所述激光增益介质，被所述激光增益介质第二次吸收；

所述第四组透镜包括：入射端透镜和出射端透镜；在所述激光放大光路中，激光从所述入射端透镜进入，在所述第三组反射镜的作用下激光在所述激光增益介质中多次通过，最终从所述出射端透镜出射，完成激光功率的放大。

可选地，所述第三组反射镜包括：第一反射镜和第二反射镜；