[发明专利]一种使用超声速低温气体冷却的固体激光增益模块及激光器

权利要求书

1.一种固体激光增益模块，其特征在于，包括超声速喷管、固体激光增益介质薄片、第一石英窗口和第二石英窗口；所述固体激光增益介质薄片为N片，N≥1，第1到N片固体激光增益介质薄片沿着厚度方向等间隔依次排列，且相互平行；所述第一石英窗口和第二石英窗口分别位于第1片和第N片固体激光增益介质薄片外侧，并且与固体激光增益介质薄片平行；所述第一石英窗口、N片激光增益介质薄片、第二石英窗口之间的间距相等；所述超声速喷管为N+1个；所述N+1个超声速喷管对应第一石英窗口、N片激光增益介质薄片、第二石英窗口组成的N+1个流道。

2.根据权利要求1所述的固体激光增益模块，其特征在于，所述流道进口在激光增益介质薄片长度一侧，流道进口的形状为矩形，矩形的长度等于激光增益介质薄片长度，矩形的宽度等于激光增益介质薄片之间的间距。

3.根据权利要求1所述的固体激光增益模块，其特征在于，所述的超声速喷管为单狭缝式喷管，狭缝长度等于激光增益介质薄片的长度，所述超声速喷管的出口尺寸小于流道进口的尺寸。

4.根据权利要求1所述的固体激光增益模块，其特征在于，所述超声速喷管喷出的气体流速为1-4个马赫数，温度为70K到240K。

5.根据权利要求1所述的固体激光增益模块，其特征在于，组成所述的固体激光增益介质薄片的激光增益介质为掺杂激活离子的激光晶体、掺杂激活离子的激光陶瓷或者掺杂激活离子的激光玻璃；所述激活离子为Nd³⁺、Yb³⁺、Er³⁺、Cr²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺。

6.根据权利要求4所述的固体激光增益模块，其特征在于，所述的气体为氦气、氮气、二氧化碳、干燥空气中的一种或其混合气体。

7.一种固体激光器，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的固体激光增益模块。

8.根据权利要求7所述的固体激光器，其特征在于，所述激光器包括泵浦源和沿着泵浦源激光入射方向依次设置的泵浦光整形系统、全反射镜、所述的固体激光增益模块、输出耦合镜。

9.根据权利要求8所述的固体激光器，其特征在于，所述的泵浦源为半导体激光器，所述泵浦光整形系统是由透镜、柱镜和波导中的一种或者几种组成的光学系统。

10.根据权利要求8所述的固体激光器，其特征在于，所述激光增益模块可以采用端面泵浦或侧面泵浦的方式。