一种液晶空间调制再生放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种液晶空间调制再生放大器，包括：箱体，其左侧板上设有入射种子光进口，右侧板上设有出射放大光出口；光学组件，其设置在箱体内，包括光隔离器、再生谐振放大腔和45°全反镜；光隔离器包括第一偏振片、法拉第旋转器及二分之一波片；再生谐振放大腔包括第二偏振片、脉冲选择开关、0°全放镜、第三偏振片、LD泵浦激光晶体模块、第一四分之一波片、凹透镜、扩束器、液晶空间调制器及其驱动。本发明专利技术的有益效果：再生谐振放大腔中置入液晶空间调制器，实现对放大光斑的调制控制，将高斯型光束光斑调制成平顶型或U形光斑，避免自聚焦现象，提取增益介质的能量，获得更高能量的再生放大光输出，同时为激光能量的进一步放大做准备。

【技术实现步骤摘要】
一种液晶空间调制再生放大器
本专利技术涉及激光
，具体而言，涉及一种液晶空间调制再生放大器。
技术介绍
超短超强脉冲激光器在激光测距、雷达、生物学、激光光谱学、光电取样技术、通信技术、光全息存储技术、激光核聚变、超精细加工和致盲武器等领域已有广泛的应用。通常情况下由种子光振荡级直接产生的激光脉冲的重复频率为百兆赫兹，单脉冲能量低，为纳焦量级，从而限制了它在某些领域的应用。为获得超短超强激光脉冲输出，就要对振荡级种子光脉冲进行放大。对振荡级种子光脉冲进行放大的方法一般有行波放大和再生放大两种。由于振荡级的单脉冲能量通常在纳焦量级，第一级放大通常利用再生放大器作为增益放大级。再生放大器可以从锁模脉冲序列中选出激光脉冲，使其在增益介质中往返若干次。经过多次的增益放大，放大器输出的激光脉冲的能量可以增大106～107倍，从而可将纳焦量级脉冲放大到毫焦量级。并且再生放大器具有谐振腔结构，放大后的脉冲具有好的空间光束质量。再生放大器输出的激光再经过后级放大器继续放大，使能量进一步的放大。一般的再生放大器输出的光斑为高斯光束，在种子光放大过程中，随着能量的放大，单脉冲能量越来越高，高斯光束的自聚焦现象越来越明显，光斑中心的功率密度越来越强，出现很强的强点。这种因高斯光束自聚焦产生的强点极容易超过器件的损伤阈值，导致器件的损坏，加大了激光进一步放大的难度，限制了激光功率能量的提高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种液晶空间调制再生放大器，使入射种子光脉冲在再生放大器中进行再生放大，并通过液晶空间调制器调制控制放大过程中的种子光脉冲，有效的避免了放大过程中的自聚焦，光斑中的强点现象，减少了器件的损坏，进一步提高了激光输出功率。本专利技术提供了一种液晶空间调制再生放大器，包括：箱体，其左侧板上设有入射种子光进口，所述箱体右侧板上设有出射放大光出口；光学组件，其设置在所述箱体内，包括光隔离器、再生谐振放大腔和45°全反镜；其中，所述光隔离器包括在光路上依次设置的第一偏振片、法拉第旋转器及二分之一波片；所述再生谐振放大腔包括第二偏振片、脉冲选择开关、0°全反镜、第三偏振片、LD泵浦激光晶体模块、第一四分之一波片、凹透镜、扩束器、液晶空间调制器及其驱动；入射种子光经过所述入射种子光进口依次经过所述光隔离器导入所述再生谐振放大腔中，导入所述再生谐振放大腔中的入射种子光在所述再生谐振放大腔中进行谐振放大，经所述第一四分之一波片补偿其退偏，所述凹透镜补偿热透镜效应，并由所述液晶控制调制器及液晶控制调制器驱动调控其谐振过程中光斑形状，经所述脉冲选择开关控制，将放大的种子光导出所述再生谐振放大腔，经所述45°全反镜全反射后由所述的出射放大光出口输出。作为本专利技术进一步的改进，所述脉冲选择开关由第二四分之一波片、普克盒及普克盒高压驱动组成，所述入射种子光在所述的再生谐振放大腔中放大时，通过调节所述第二四分之一波片及普克盒所加高压的时刻及高压宽度，控制入射种子光的谐振放大次数及到出射所述再生谐振放大腔的时刻。作为本专利技术进一步的改进，所述扩束器由凹透镜及凸透镜组成，扩束倍数为所述凸透镜的曲率除以所述凹透镜的曲率所得到的商，所述入射种子光在所述的再生谐振放大腔放大时，通过所述扩束器使得振荡光斑扩大，便于所述液晶控制调制器对光斑的调节。作为本专利技术进一步的改进，所述入射种子光与经过所述再生谐振放大腔的再生放大光形成180°角。作为本专利技术进一步的改进，所述再生谐振放大腔的腔长是相邻锁模种子光脉冲间距对应腔长的整数倍，其中，倍数为选择所述锁模种子光脉冲通过所述再生谐振放大腔后再生放大输出的个数。作为本专利技术进一步的改进，所述液晶空间调制器改变再生放大的入射种子光斑中不同位置的反射率，实现对光斑的调节，获得便于放大的平顶光斑或U形光斑。作为本专利技术进一步的改进，经过所述第二偏振片和所述第三偏振片反射后的入射种子光的偏振态与所述液晶空间调制器的偏振态一致。作为本专利技术进一步的改进，所述第一偏振片、所述第二偏振片、所述第三偏振片、二分之一波片、所述第一四分之一波片、所述第二四分之一波片、所述45°全反镜、所述凹透镜、所述凸透镜、所述LD泵浦激光晶体模块和所述液晶空间调制器都镀有与所述入射种子光的波段一致的增透膜或高反射膜。本专利技术的有益效果为：提供了一种将弱的种子光脉冲实现再生放大，具有很高的放大倍数，并对光脉冲在空间上进行整形，有效的抑制由光强过强引起的自聚焦现象，避免了元器件的损坏，能够实现更高功率的激光输出，为后续的激光功率放大做了很好的预处理。具体的：1、使用光隔离器，实现了入射种子光与再生放大光的隔离输出。入射种子光脉冲透过光隔离器导入再生谐振放大腔内实现再生放大，能量急剧放大，输出的放大光脉冲经光隔离器与入射光脉冲光路隔离分开，经45°全反镜反射从出射放大光出口输出。2、采用再生谐振放大腔，能够将微弱的种子光脉冲急剧的进行放大。3、保证了谐振腔的稳定性以及液晶空间调制器处的光斑足够大，各元器件的光斑适中。4、采用扩束器，实现了腔内振荡光斑的扩大，提高了后续液晶空间调制器的调制能力。5、采用液晶空间调制器，实现了对腔内振荡光斑调制整形，有效的抑制了高斯光束的自聚焦效率，避免了元器件的损坏。附图说明图1为本专利技术实施例所述的一种液晶空间调制再生放大器的箱体左侧板示意图；图2为本专利技术实施例所述的一种液晶空间调制再生放大器的箱体右侧板示意图；图3为本专利技术实施例所述的一种液晶空间调制再生放大器的箱体内部光路示意图。图中，1、光隔离器；2、再生谐振放大腔；3、45°全反镜；4、入射种子光进口；5、出射放大光出口；11、第一偏振片；12、法拉第旋转器；13、二分之一波片；21、第二偏振片；22、脉冲选择开关；23、0°全反镜；24、第三偏振片；25、LD泵浦激光晶体模块；26、第一四分之一波片；27、凹透镜；28、扩束器；29、液晶空间调制器及其驱动；221、第二四分之一波片；222、普克盒高压驱动；223、普克盒；281、凹透镜；282、凸透镜；291、液晶空间调制器；292、液晶空间调制器驱动。具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。实施例1，如图1-3所示，本专利技术实施例所述的一种液晶空间调制再生放大器，包括：箱体，其左侧板上设有入射种子光进口4，箱体右侧板上设有出射放大光出口5；光学组件，其设置在箱体内，包括光隔离器1、再生谐振放大腔2和45°全反镜3；其中，光隔离器1包括在光路上依次设置的第一偏振片11、法拉第旋转器12及二分之一波片13；再生谐振放大腔2包括第二偏振片21、脉冲选择开关22、0°全反镜23、第三偏振片24、LD泵浦激光晶体模块25、第一四分之一波片26、凹透镜27、扩束器28、液晶空间调制器及其驱动29；入射种子光经过入射种子光进口4依次经过光隔离器1导入再生谐振放大腔2中，导入再生谐振放大腔2中的入射种子光在再生谐振放大腔2中进行谐振放大，经第一四分之一波片26补偿其退偏，凹透镜27补偿热透镜效应，并由液晶控制调制器292及液晶控制调制器驱动291调控其谐振过程中光斑形状，经脉冲选择开关22控制，将放大的种子光导出再生谐振放大腔2，经45°全反镜3全反射后由出射放大光出口5输出。其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶空间调制再生放大器，其特征在于，包括：箱体，其左侧板上设有入射种子光进口(4)，所述箱体右侧板上设有出射放大光出口(5)；光学组件，其设置在所述箱体内，包括光隔离器(1)、再生谐振放大腔(2)和45°全反镜(3)；其中，所述光隔离器(1)包括在光路上依次设置的第一偏振片(11)、法拉第旋转器(12)及二分之一波片(13)；所述再生谐振放大腔(2)包括第二偏振片(21)、脉冲选择开关(22)、0°全放镜(23)、第三偏振片(24)、LD泵浦激光晶体模块(25)、第一四分之一波片(26)、凹透镜(27)、扩束器(28)、液晶空间调制器及其驱动(29)；入射种子光经过所述入射种子光进口(4)依次经过所述光隔离器(1)导入所述再生谐振放大腔(2)中，导入所述再生谐振放大腔(2)中的入射种子光在所述再生谐振放大腔(2)中进行谐振放大，经所述第一四分之一波片(26)补偿其退偏，所述凹透镜(27)补偿热透镜效应，并由所述液晶控制调制器(292)及液晶控制调制器驱动(291)调控其谐振过程中光斑形状，经所述脉冲选择开关(22)控制，将放大的种子光导出所述再生谐振放大腔(2)，经所述45°全反镜(3)全反射后由所述的出射放大光出口(5)输出。...

【技术特征摘要】
1.一种液晶空间调制再生放大器，其特征在于，包括：箱体，其左侧板上设有入射种子光进口(4)，所述箱体右侧板上设有出射放大光出口(5)；光学组件，其设置在所述箱体内，包括光隔离器(1)、再生谐振放大腔(2)和45°全反镜(3)；其中，所述光隔离器(1)包括在光路上依次设置的第一偏振片(11)、法拉第旋转器(12)及二分之一波片(13)；所述再生谐振放大腔(2)包括第二偏振片(21)、脉冲选择开关(22)、0°全反镜(23)、第三偏振片(24)、LD泵浦激光晶体模块(25)、第一四分之一波片(26)、凹透镜(27)、扩束器(28)、液晶空间调制器及其驱动(29)；入射种子光经过所述入射种子光进口(4)依次经过所述光隔离器(1)导入所述再生谐振放大腔(2)中，导入所述再生谐振放大腔(2)中的入射种子光在所述再生谐振放大腔(2)中进行谐振放大，经所述第一四分之一波片(26)补偿其退偏，所述凹透镜(27)补偿热透镜效应，并由所述液晶控制调制器(292)及液晶控制调制器驱动(291)调控其谐振过程中光斑形状，经所述脉冲选择开关(22)控制，将放大的种子光导出所述再生谐振放大腔(2)，经所述45°全反镜(3)全反射后由所述的出射放大光出口(5)输出。2.根据权利要求1所述的液晶空间调制再生放大器，其特征在于，所述脉冲选择开关(22)由第二四分之一波片(221)、普克盒(223)及普克盒高压驱动(222)组成，所述入射种子光在所述的再生谐振放大腔(2)中放大时，通过调节所述第二四分之一波片(221)及普克盒(223)所加高压的时刻及高压宽度，控制入射种子光的谐振放大次数及到出射所述再生谐振放大腔(2)的时刻。3.根据权利要求1所述的液晶空间调制再生放大器，其特征在于，所述扩束器(28)由扩束器凹透镜(281)及扩束器凸透镜(282)组成，扩束倍数为所述扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈檬，龙明亮，李港，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11