[发明专利]高效紧凑的端面泵浦板条激光放大器装置

说明书

技术领域

本发明涉及全固态激光领域，尤其涉及一种高效紧凑的端面泵浦板条激光放大器装置。

背景技术

由激光二极管（LD）泵浦的全固态激光器（DPL）由于其转换效率高、结构紧凑、系统稳定、使用寿命长以及维护方便等优点得到了广泛的应用。其中，基于主振荡级-功率放大级（MOPA）的全固态激光器由于结合了激光振荡器与激光放大器的优势，是实现同时具备高功率和高光束质量激光输出的一种重要方式。相比于激光放大器传统使用的棒状激光介质，板条状激光介质由于其宽度与厚度之比大，其优良的散热性能可以有效降低热透镜和热致双折射效应，在保证高光束质量的前提下可以获得更高的输出功率。按照激光在激光介质中传播的方式，板条激光放大器可以分为两种：

第一种如图1所示：板条型的激光介质（1）的两个端面切布儒斯特斜角，如图示它的截面为平行四边形，泵浦源（4）所产生的泵浦光束（5）对准激光介质（1）的图示上方大面进行泵浦，其下方有一腔镜（3）用于反射未被激光介质（1）吸收的泵浦光束（5）至激光介质（1）实现再次泵浦，种子激光源（2）所产生的种子激光从端面斜角注入激光介质（1）后在板型的厚度方向以“之”字型传输，实现激光放大；这种情况下，布儒斯特角带来的像差会降低激光的光束质量，激光介质上下两个大面由于高度平行形成平平谐振腔导致寄生振荡比较严重，从而降低提取效率，另外这种激光介质对加工精度要求很高。

第二种如图2所示：这种激光介质放大器采用端泵的方式，其中的第一腔镜（3-01）和第二腔镜（3-02）均为柱面镜，第一腔镜（3-01）和第二腔镜（3-02）分别位于板条型激光介质（1）的两侧，种子激光源（2）所产生的种子激光通过两个专门的反射镜实现种子激光的注入与导出，藉此，该反射镜的设置增加了该装置的复杂性与调节难度，并且由于两个反射镜本身的空间限制，导致种子激光会以较大的入射角注入板条，这样就使得种子激光在板条内折叠通过的次数较少，导致提取效率较低。

综上，现有结构的板条激光放大器装置虽然能够实现高功率高光束质量的激光输出，但是存在结构复杂、成本高的问题，且现有的结构限制了提取效率的进一步提高。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明专利的目的是为了现有的放大器装置结构复杂、成本高，以及无法进一步提高提取效率等技术问题。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高效紧凑的端面泵浦板条激光放大器装置，该装置包括激光介质、第一腔镜、第二腔镜和第一泵浦源，其中：所述激光介质设置为长≥宽>高的板条状；所述第一腔镜和第二腔镜均为平面镜，其位于所述激光介质的两侧，且分别与所述激光介质的两个长×高面相对应；所述第一腔镜的截面为梯形，其面积较小的上底面对应于所述激光介质，其面积较大的下底面对应于第一泵浦源，所述第一泵浦源所产生的泵浦光透过第一腔镜照射至激光介质的长×高面；种子激光束经所述第一腔镜的斜侧面反射至激光介质并通过激光介质后，经第二腔镜再次反射，如此该种子激光束在第一腔镜和第二腔镜之间来回多次反射且多次通过激光介质后，由第一腔镜的另一斜侧面反射导出。

优选的，该装置还包括第二泵浦源，所述第二泵浦源所产生的泵浦光透过第二腔镜照射至激光介质的长×高面。

优选的，所述激光介质的长×宽面设有冷却装置。

优选的，所述激光介质的长×高面镀有对种子激光高透射和对泵浦光高透射的膜。

优选的，所述第一腔镜的上底面镀有对种子激光高反射、对泵浦光源高透射的膜，其下底面镀有对泵浦光高透射的膜，其两个斜侧面镀有对种子激光高反射的膜。

优选的，所述第二腔镜对应于激光介质的一面镀有对种子激光高反射、对泵浦光源高透射的膜，其对应于第二泵浦源的一面镀有对泵浦光源高透射的膜。

优选的，所述第一腔镜和第二腔镜呈0度～5度夹角设置。

优选的，所述第一泵浦源和第二泵浦源均包括激光二极管列阵和光束整形器件，输出与所述激光介质的长×高面相适配的、截面为近矩形的泵浦光束。

优选的，所述第一腔镜的斜侧面与下底面夹角设置为30度～50度。

（三）有益效果

本发明提供的高效紧凑的端面泵浦板条激光放大器装置，既能实现高光束质量高功率激光放大，又能保证高提取效率；而且具有结构简单、紧凑、稳定性好等优点；进一步的：

1、本发明中，不需要专门的反射镜用于种子激光的注入与导出，降低了放大器的复杂性与调节难度，并提高了稳定性；