[发明专利]一种激光放大器

说明书

技术领域

本发明主要涉及激光放大装置领域，尤其涉及一种板条激光放大器。

背景技术

为了得到高功率的激光输出，通常采用激光放大器对激光信号进行放大。传统的激光放大器在热负荷条件下会产生严重的热透镜效应和热光畸变效应，使得光束质量降低，并使输出功率受到限制。目前广泛使用的板条激光晶体，由于板条激光晶体上下两个大表面散热，尤其是温度梯度发生在板条厚度方向上而光传播方向近似与温度梯度方向平行，可有效降低热透镜效应和热光畸变效应的影响，所以可以获得高功率激光输出同时又能兼顾到光束质量。因此，板条激光放大技术是一种获得高功率、高光束质量激光的重要技术。目前，这种激光放大技术一般将板条激光晶体的两端端面切成45°角或布氏角斜面，使种子光从板条激光晶体的一端倾斜射入，在板条激光晶体的两个侧面之间发生全反射，呈锯齿形光路传播，最后从另一端倾斜射出。但是这种方式由于种子光与泵浦增益区交叠效率不高，导致激光放大器的提取效率较低，因此输出功率仍然不高。所以，如何获得高功率高光束质量激光输出的新的激光放大技术仍在不断探索之中。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单、成本低廉、交叠效率高、提取效率高、可得到高功率、高光束质量的激光输出的激光放大器。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种激光放大器，包括板条激光晶体，所述板条激光晶体长度方向的两端分别为第一端和第二端，所述板条激光晶体宽度方向的两个侧面为全反射面，种子光相对全反射面倾斜地从第一端射入、并从第二端射出，在所述第二端端面的一侧设有用于将从第二端射出的种子光相对全反射面倾斜地反射回第二端、并从第一端射出的反射镜组件。

作为本发明的进一步改进：

所述反射镜组件包括沿板条激光晶体宽度方向呈相对状布置的两个种子光反射镜。

在所述第一端和第二端各设有两个供种子光射入或射出的倾斜切面，同一端的两个切面分别设于该端端面与两个全反射面的交接处，且各切面与对应的全反射面之间的夹角β相同。

所述夹角β为5度～8度。

还包括用于对从第二端射出的种子光进行滤波和模式匹配的滤波和模式匹配系统，所述滤波和模式匹配系统位于所述第二端端面的一侧。

所述滤波和模式匹配系统位于从第二端射出至反射回第二端之间的种子光光路上并靠近反射回第二端的位置。

所述滤波和模式匹配系统包括沿种子光光路依次布置的第一种子光透镜、滤波光阑、第二种子光透镜。

还包括泵浦系统和用于对泵浦光进行反射的泵浦光反射匹配系统，所述泵浦系统和泵浦光反射匹配系统分别位于板条激光晶体长度方向或宽度方向的两侧。

所述泵浦光反射匹配系统包括沿泵浦光光路依次布置的泵浦光透镜和泵浦光反射镜。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的激光放大器，结构简单、成本低廉，通过反射镜组件使从板条激光晶体射出的种子光再次射入板条激光晶体内，形成双程光路传播，增加了种子光在板条激光晶体内的总反射次数，从而提高了种子光与泵浦增益区的交叠效率，提高了提取效率，可得到高功率、高光束质量的激光输出。

2、本发明的激光放大器，由于切面与对应全反射面之间的夹角β很小，种子光以垂直于切面的方式从切面射入后，将近似垂直于全反射面在板条激光晶体内反射，进一步增加了种子光的反射次数，从而提高了种子光与泵浦增益区的交叠效率，提高了提取效率。

3、本发明的激光放大器，通过滤波和模式匹配系统，可将从板条激光晶体射出的种子光光束进行模式匹配，并滤掉光束中的高频分量，以保证再次射入板条激光晶体的光束质量。

4、本发明的激光放大器，通过泵浦光反射匹配系统，可将泵浦光再次反射回板条激光晶体，以被充分吸收，提高激光放大器的效率和能量利用率。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例1中板条激光晶体的结构示意图。

图3为图2中A向结构示意图。

图4为本发明实施例1中滤波和模式匹配系统的结构示意图。

图5为本发明实施例1中泵浦光反射匹配系统的结构示意图。

图6为本发明实施例2的激光光路示意图。

图7为本发明实施例3的结构示意图。

图8为本发明实施例3中板条激光晶体的结构示意图。