[发明专利]基于偏振选择的高紧凑型串联直接液冷高功率激光装置

权利要求书

1.一种基于偏振选择的高紧凑型串联直接液冷高功率激光装置，其特征在于，所述高功率激光装置包括：种子源(19)、用于对主激光增益放大和对增益介质产热进行冷却的多个串联的复合增益模块、用于偏振态选择的偏振选择单元；

所述种子源(19)提供的主激光与复合增益模块中的泵浦源(8)提供的泵浦光非共路；

所述偏振选择单元包括位于复合增益模块主激光透射窗口（2）一侧的偏振反射镜(13)和四分之一波片(15)，所述偏振反射镜(13)与四分之一波片(15)共同作用实现偏振态选择；

在偏振选择单元中，当p/s偏振光通过一次四分之一波片（15）后即变成圆偏振光，该圆偏振光再次通过四分之一波片（15）后则变成相反偏振态的s/p偏振光；

在四分之一波片（15）前设置偏振反射镜（13），用于实现p偏振光的透射和s偏振光的反射；

所述复合增益模块包括：装置外框(1)、主激光透射窗口(2)、主激光反射窗口(3)、至少一片复合增益介质单元(5)、匀化格栅(6)、泵浦源(8)以及冷却微流道(9)；

位于主激光反射窗口（3）一侧的泵浦源(8)发出的泵浦光(7)经过主激光反射窗口(3)导入复合增益模块中，经过复合增益介质单元(5)的吸收后获得激光增益；同时，激光冷却液(4)经过匀化格栅(6)对流场进行匀化后流入复合增益介质单元(5)之间的冷却微流道(9)，将热量带走后流出复合增益介质单元(5)。

2.根据权利要求1所述的基于偏振选择的高紧凑型串联直接液冷高功率激光装置，其特征在于，所述复合增益模块的个数为偶数个，且至少有两个增益模块共用一个偏振选择单元实现流向相反的光路串联。

3.根据权利要求1所述的基于偏振选择的高紧凑型串联直接液冷高功率激光装置，其特征在于，所述主激光透射窗口(2)主要用于主激光的透射，同时针对泵浦光波长镀反射的膜层，实现对泵浦光的反射；所述主激光反射窗口(3)主要用于主激光的反射，同时针对泵浦光波长镀增透的膜层，实现对泵浦光的高透射。

4.根据权利要求2所述的基于偏振选择的高紧凑型串联直接液冷高功率激光装置，其特征在于，所述复合增益介质单元(5)由增益介质(10)和荧光吸收介质(11)组成，其中增益介质(10)和荧光吸收介质(11)通过键合方式连接。

5.根据权利要求4所述的基于偏振选择的高紧凑型串联直接液冷高功率激光装置，其特征在于，将一个复合增益模块中不同位置处的增益介质（10）设置不同的离子掺杂浓度。

6.根据权利要求5所述的基于偏振选择的高紧凑型串联直接液冷高功率激光装置，其特征在于，所述激光装置的工作过程为：种子源(19)输出一束p偏振光（12）透射经过偏振反射镜(13)，再经过四分之一波片(15)后变成圆偏振光(16)，圆偏振光(16)经过主激光透射窗口(2)进入第一级复合增益模块中，经过多片复合增益介质单元(5)的光放大后达到主激光反射窗口(3)，经过主激光反射窗口(3)的反射后再次通过多片复合增益介质单元(5)进一步获得光放大，并经主激光透射窗口(2)导出；导出的经过放大后的圆偏振光(16)再次经过四分之一波片(15)后变成s偏振光(14)，完成第一级的偏振选择和放大；之后经过第一级复合增益模块放大的s偏振光(14)继续通过下一级偏振反射镜(13)的反射后进入下一个复合增益模块，并重复与前一级同样的偏振选择进一步获得逐级激光放大，如此反复，最终通过串联的复合增益模块完成全部的激光放大，获得最终的输出激光(17)。