一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的装置制造方法及图纸

一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的装置，涉及激光放大器储能提取技术，目的是为了解决现有的固体脉冲激光器无法有效提升激光输出能量和功率的问题。种子光经偏振器件一透射后，经偏振器件二分为反射光和透射光，反射光入射至放大器，透射光依次经反射镜一和反射镜二反射后，再经偏振器件二透射，然后入射至放大器；从放大器出射的光经偏振器件三透射后，经偏振器件四分为反射光和透射光，其中透射光依次经反射镜三和反射镜四反射后，再经偏振器件四透射。本发明专利技术有效地提高了放大器的能量提取效率，降低单束激光的损伤风险，简单易行，性能可靠，且具有小型化、低成本的优势。

Device for fully extracting energy storage of laser amplifier to obtain high energy laser pulse output

A full extraction of laser amplifier energy storage for high energy laser pulse output device, relates to the laser amplifier energy extraction technology, the purpose is to solve the existing solid pulse laser can not effectively enhance the laser output energy and power problems. A seed of light through the polarizer transmission, the polarizer two is reflected and transmitted light, reflected light and transmitted light amplifier, sequentially through the mirror mirror two and a reflection, and then by a polarizer two transmission, then input to the amplifier; amplifier from the light emitted by the polarizer three transmission after the four polarizer consists of reflected light and transmitted light, which in turn transmitted light through the mirror and three mirror four reflection, and then by four transmission polarizer. The invention effectively improves the energy extraction efficiency of the amplifier, reduces the damage risk of a single beam laser, and has the advantages of simple operation, reliable performance, small size and low cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固体激光器，特别涉及一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的技术，属于激光领域。
技术介绍
具有高脉冲能量、窄脉冲宽度、高峰值功率的固体激光器在激光雷达、激光冲击强化、强场物理、激光惯性约束聚变等领域具有广泛的应用。为了获取窄脉冲宽度激光输出，调Q和锁模是两种主要的方式，其获得的激光脉冲宽度通常在纳秒(10-9s)至飞秒(10-15s)量级，但是单脉冲能量通常为毫焦(mJ)甚至纳焦(nJ)，因而限制了其应用。为了获得较大能量的脉冲激光输出，人们往往需要采用激光放大器对获得的光源脉冲进行放大。但是由于脉冲激光的脉冲宽度较窄，以及激光增益介质非常容易受到强激光的损伤影响，窄激光脉冲的输出能量和功率只能被限定在某一水平。为了提升激光的输出能量和功率，增大增益介质的口径以降低能量(功率)密度是最为广泛采取的方式，但是这种方法一方面大幅增加了激光器的建造成本，另一方面，对于固体激光介质而言，介质的尺寸不可能无限制的增加。另外，脉冲激光由于脉宽较窄，并不能有效提取放大器中的储能，使得放大器中的储能都白白的浪费掉了。因此，充分提取激光放大器储能，从而获得高能量激光脉冲输出，对于提高现有激光器的能量提取效率，增加激光脉冲的输出强度具有非常高的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的固体脉冲激光器无法有效提升激光输出能量和功率的问题，提供一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的装置。本专利技术所述的一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的装置，包括种子光激光器1、偏振器件一2、偏振器件二3、反射镜一4、反射镜二5、放大器6、偏振器件三7、偏振器件四8、反射镜三9和反射镜四10；种子光激光器1输出的脉冲激光经偏振器件一2透射后入射至偏振器件二3的表面，经偏振器件二3分为反射光和透射光，其中反射光入射至放大器6，透射光依次经反射镜一4和反射镜二5反射后，再经偏振器件二3透射，然后入射至放大器6；从放大器6出射的光经偏振器件三7透射后入射至偏振器件四8的表面，并经偏振器件四8分为反射光和透射光，其中透射光依次经反射镜三9和反射镜四10反射后，再经偏振器件四8透射。本专利技术将一束脉冲激光(即种子光)进行偏振分束，通过调节一束脉冲激光的光程，获得两束具有不同延时的双脉冲。随后，将双脉冲激光注入放大器中，依次通过放大器的双脉冲可以充分提取放大器中的储能，然后，通过双光束的偏振合成，获得单脉冲的大能量输出或具有不同时间间隔的双脉冲输出。本专利技术可通过控制两束分光光束的光程获得不同脉冲延时的双脉冲，有效地提高了放大器的能量提取效率，降低单束激光的损伤风险，与采用现有技术获得同等激光脉冲宽度的双倍至数倍能量输出相比，本专利技术实现起来简单易行且性能可靠；此外，本专利技术所述的装置还具有小型化、低成本的优势。附图说明图1是本专利技术所述的一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的装置的结构示意图；图2是种子光激光器1输出激光的波形图，脉冲宽度600ps；图3是种子光经过偏振器件四8分光后、入射至放大器6的两束光的波形图，两束光的脉冲延时约为1ns；图4是脉冲延时差Δt1＝0ns时，最终从偏振器件四8出射的单脉冲的波形图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述的一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的装置，包括种子光激光器1、偏振器件一2、偏振器件二3、反射镜一4、反射镜二5、放大器6、偏振器件三7、偏振器件四8、反射镜三9和反射镜四10；种子光激光器1输出的脉冲激光经偏振器件一2透射后入射至偏振器件二3的表面，经偏振器件二3分为反射光和透射光，其中反射光入射至放大器6，透射光依次经反射镜一4和反射镜二5反射后，再经偏振器件二3透射，然后入射至放大器6；从放大器6出射的光经偏振器件三7透射后入射至偏振器件四8的表面，并经偏振器件四8分为反射光和透射光，其中透射光依次经反射镜三9和反射镜四10反射后，再经偏振器件四8透射。本实施方式中，种子光激光器1输出的种子光为脉冲光；偏振器件一2用于改变种子光(1)的偏振态；偏振器件二3实现水平偏振光透射、垂直偏振光反射；反射镜一4和反射镜二5实现光束的全反射；放大器6采用常规的结构即可；偏振器件三7将透过放大器6的水平偏振光转为垂直偏振光、垂直偏振光转为水平偏振光；偏振器件四8实现水平偏振光透射、垂直偏振光反射；反射镜三9和反射镜四10实现光束的全反射。从偏振器件一2透射的光经过偏振器件二3分成反射和透射两束光，反射光直接进入放大器6，而透射光则需要经过两次反射和一次透射后才进入放大器6，进入放大器6的两束光的延时差为其中L1为从偏振器件二3到反射镜一4的光程，L2为从反射镜一4到反射镜二5的光程，L3为从反射镜二5到偏振器件二3的光程，c为光速，延时差Δt1可通过调节反射镜一4和反射镜二5的位置或距离实现。同理，由偏振器件四8、反射镜三9和反射镜四10产生的延时差为其中，L1'为偏振器件四8到反射镜三9的光程，L2'为反射镜三9到反射镜四10的光程，L3'为反射镜四10到偏振器件四8的光程，延时差Δt2可通过调节反射镜三9和反射镜四10的位置或距离实现。从偏振器件四8最终输出的两束光的延时差为Δt＝Δt1+Δt2，当L1+L2+L3＝L1'+L2'+L3'时，装置实现单脉冲输出，当L1+L2+L3≠L1'+L2'+L3'时，装置实现双脉冲输出。调整偏振器件一2可以改变种子光激光器1输出激光的偏振态，以及注入放大器6的不同偏振态能量比，进而调整两个脉冲的输出能量及比例。具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的装置的进一步限定，本实施方式中，所述的放大器6内包含多个放大模块，并且多个放大模块的电压和放电延时相同或者不同。具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的装置的进一步限定，本实施方式中，偏振器件一2和偏振器件三7为二分之一波片、四分之一波片或石英转子。偏振器件一2和偏振器件三7可采用二分之一波片、四分之一波片或石英转子等常规的偏振旋转器件实现。具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的装置的进一步限定，本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的装置，其特征在于，该装置包括种子光激光器(1)、偏振器件一(2)、偏振器件二(3)、反射镜一(4)、反射镜二(5)、放大器(6)、偏振器件三(7)、偏振器件四(8)、反射镜三(9)和反射镜四(10)；种子光激光器(1)输出的脉冲激光经偏振器件一(2)透射后入射至偏振器件二(3)的表面，经偏振器件二(3)分为反射光和透射光，其中反射光入射至放大器(6)，透射光依次经反射镜一(4)和反射镜二(5)反射后，再经偏振器件二(3)透射，然后入射至放大器(6)；从放大器(6)出射的光经偏振器件三(7)透射后入射至偏振器件四(8)的表面，并经偏振器件四(8)分为反射光和透射光，其中透射光依次经反射镜三(9)和反射镜四(10)反射后，再经偏振器件四(8)透射。

【技术特征摘要】
1.一种充分提取激光放大器储能获得高能量激光脉冲输出的装置，其特征在于，该装
置包括种子光激光器(1)、偏振器件一(2)、偏振器件二(3)、反射镜一(4)、反射镜二(5)、放
大器(6)、偏振器件三(7)、偏振器件四(8)、反射镜三(9)和反射镜四(10)；
种子光激光器(1)输出的脉冲激光经偏振器件一(2)透射后入射至偏振器件二(3)的表面，
经偏振器件二(3)分为反射光和透射光，其中反射光入射至放大器(6)，透射光依次经反射镜
一(4)和反射镜二(5)反射后，再经偏振器件二(3)透射，然后入射至放大器(6)；
从放大器(6)出射的光经偏振器件三(7)透射后入射至偏振器件四(8)的表面，并经偏振器
件四(8)分为反射光...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志伟，王雨雷，
申请(专利权)人：吕志伟，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23