[实用新型]一种新型棒状激光放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及高功率固体激光器技术领域，具体而言，涉及一种新型棒状激光放大器。

背景技术

近几十年里，高功率固体激光器技术取得了飞速的发展，许多国家先后建立了超大规模的激光驱动器。作为中、高功率水平的激光驱动器中的重要组成部分，棒状激光放大器因其超高的能量/功率放大能力而得到广泛研究。到目前为止，棒状激光放大器的输出能量在数毫焦到数百焦耳水平，单程增益倍数在几到几十范围内。但是现在高功率激光驱动器中，通常采用多个棒状激光放大器的组合来实现对增益能力的要求，这种方法的缺点在于整个激光驱动器系统很复杂，增加了调试难度和稳定性，同时激光放大器的增益均匀性也是有待进一步研究的。

目前激光驱动器中的棒状激光放大器一般采用小直径的氙灯泵浦，同时为了提高泵浦效率，放大器腔体中的反射器采用渐开线形的反射器。

对于这种结构的棒状激光放大器，由于氙灯的直径较小，施加在氙灯上的电压电流不能太大，因此其能提供的泵浦能量密度相对较低，即使是将反射器设计为渐开线形的，它的增益能力和增益均匀性仍然难以满足系统需求；而且渐开线形的反射器增加了加工难度和复杂度；

如果通过增加氙灯数量以提高泵浦能量密度，会带来的问题是系统复杂度和体积增加，不利于集成。

因此，棒状激光放大器的性能有待进一步提高，尤其需要一种增益能力高，增益均匀性好的棒状激光放大器。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，从激光放大器的增益能力、增益均匀性和效率出发，本实用新型提供一种新型棒状激光放大器，其具体的技术方案如下：

一种新型棒状激光放大器，包括腔体1，所述腔体1由下方的支撑件7支撑；所述腔体1为柱形结构，腔体1中心轴线方向上设置直径为38～42mm的棒状增益介质4；与腔体1中心轴线平行的轴线方向上由内向外依次设置有氙灯组与反射器2。

进一步，所述氙灯组由6根相对腔体轴心线呈圆形对称分布的氙灯3组成；所述6支氙灯串联成一个回路。

进一步，所述氙灯3的外径是30～32mm，内径是24～26mm。

进一步，所述棒状增益介质4中心轴线与氙灯3中心轴线之间的距离为45.5mm。

进一步，所述反射器2是空心圆柱形结构，其内表面镀有金膜。

作为优选方案，反射器2内径为130mm。

作为优选方案，所述棒状增益介质4为钕玻璃棒。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型中根据现有工艺水平，采用直径相对较大的氙灯作为泵浦源，在相同氙灯数量且保证氙灯稳定工作的情况下，极大提高了氙灯的泵浦能量密度，从而提高了棒状增益介质的增益能力。

2、本实用新型从效率和增益能力出发，通过合理设计氙灯组的数目、排布和供电参数，保证了增益介质表面上氙灯光辐射的均匀性，同时系统的能量利用率很高，同时将反射器设计为柱形结构，工艺简单同时反射均匀性好。

附图说明

图1为本实用新型的一种新型棒状激光放大器的结构示意图；

图2为本实用新型一种新型棒状激光放大器的轴向截面图。

图中标号含义：

1：腔体；2：反射器；3：氙灯；4：棒状增益介质；5：进水口；6：出水口；7：支撑件。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例1：

本实施例如图1所示，一种新型棒状激光放大器，包括腔体1、反射器2、氙灯3、棒状增益介质4、进水口5、出水口6和支撑件7。整个系统呈现出圆柱形结构。各组件的位置关系是，棒状增益介质4位于圆柱形腔体1轴心线方向排布，从圆柱形腔体1的轴心线往外依次是反射器2和氙灯3。腔体1还设置进水口5与出水口6。冷却水从进水口5进入，对激光放大器冷却后从出水口6流出，整个结构固定在支撑件7上面。

本实施例的一个优选方案如图2所示，6支氙灯3中心均匀排布在钕玻璃棒的同心圆上，氙灯之间的距离和角度相同。

此外，棒状增益介质4中心轴线与氙灯3中心轴线之间的距离优选为45.5mm。

反射器2内表面是光滑的，表面镀有金膜以提高反射率；一个优选的方案中，反射器2的内径为130mm。