[发明专利]掠入射板条结构激光放大器热转换系数的测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种掠入射板条结构激光放大器热转换系数的测量装置，包括：至少包含板条激光晶体、泵浦源的激光放大器；沿光向在同一光轴上依次设置的探测光源、第一透镜、第二透镜；垂直于探测光光轴设置的纸屏；所述第一透镜与第二透镜之间的距离为第一透镜与第二透镜的焦距之和；探测光依次经所述第一透镜、所述第二透镜照射到所述板条激光晶体泵浦面上，再经所述板条激光晶体泵浦面反射后于所述纸屏上形成光斑。该装置简单，不需要特殊的设备和仪器既即可以实时测得激光放大器热转换系数。

技术领域

本发明属于激光技术领域，尤其涉及一种掠入射板条结构激光放大器热转换系数的测量装置及测量方法。

背景技术

在激光技术领域，测量固体激光器的热转换系数具有非常重要的实际意义。不同提取情况下，热转换系数差别很大，尤其对于小信号高增益的全固态激光器而言，提取较低，热转换系数会大幅提高，只有准确的掌握了热转换系数，才可以更加准确地分析晶体内的热效应。常用的测量热转换系数方法主要有非稳腔法和二次谐波法。上述两种方法都是在泵浦功率提取很高的情况下测量的，无法测量提取较低时的热转换系数。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种掠入射板条结构激光放大器热转换系数的测量装置。该装置简单，不需要特殊的设备和仪器，且利用该装置的测量方法操作简单。

本发明的技术方案为：

一种掠入射板条结构激光放大器热转换系数的测量装置，包括：

至少包含板条激光晶体、泵浦源的激光放大器；

沿光向在同一光轴上依次设置的探测光源、第一透镜、第二透镜；

垂直于经所述板条激光晶体反射的探测光光轴设置的纸屏；

所述第一透镜与第二透镜之间的距离为第一透镜与第二透镜的焦距之和；

探测光依次经所述第一透镜、所述第二透镜照射到所述板条激光晶体上，再经所述板条激光晶体反射后于所述纸屏上形成光斑。

所述第一透镜和所述第二透镜组成望远镜系统。

经所述第一透镜与所述第二透镜组成的望远镜系统扩束后的探测光束直径大于板条激光晶体的厚度。通过调节所述第一透镜的焦距与所述第二透镜的焦距即可以控制望远镜系统的扩束比f₂/f₁。作为优选，所述第一透镜的焦距f₁＝10～500mm，所述第二透镜的焦距f₂＝10～500mm。

作为优选，所述纸屏与所述板条激光晶体之间的距离为2～10m。

本发明的原理是：掠入射板条结构激光放大器中板条激光晶体在沿厚度方向上，上下两个大面之间未泵浦的区域，温度分布为线性，引起线性的折射率变化，形成轴棱镜结构，而泵浦中心线附近区域，温度分布为抛物线，引入折射率分布中的二次项，形成热透镜。当用一束准直的探测光通过板条激光晶体时，由于光束尺寸比板条激光晶体厚度方向泵浦尺寸大得多，只有轴棱镜结构部分的影响比较明显，探测光将分裂成两部分，在远场就可以观测到探测光光斑分裂。通过测量光斑分裂的距离就可以计算得到热转换系数。

利用上述测量装置测量掠入射板条结构激光放大器热转换系数的方法，包括以下步骤：

(1)选择由第一透镜和第二透镜组成的望远镜系统的扩束比，利用该望远镜系统对探测光进行扩束，使扩束后的探测光束直径大于板条激光晶体的厚度；

(2)测量板条激光晶体泵浦面长度l、探测光在板条激光晶体上的内入射角θ，查阅资料获得板条激光晶体的折射率n、导热系数k、热膨胀系数α、折射率温度系数dn/dT、泵浦光的有效吸收系数α_p；

(3)调整激光放大器的泵浦功率置于25W及以上，使激光放大器工作在待测状态；