本实用新型专利技术提供一种高效率激光多通放大装置。该装置包括：两个泵浦源单元、增益介质和种子光反射镜组；每个泵浦源单元包括：泵浦源和泵浦光反射镜；种子光反射镜组包括：第一种子光反射镜、第二种子光反射镜和第三种子光反射镜；增益介质为圆柱体型，增益介质的上底面设置有第一膜层、下底面设置有第二膜层、侧面设置有螺纹，泵浦源单元位于增益介质的上底面侧，泵浦光反射镜的反射面朝向增益介质的上底面；种子光反射镜组位于增益介质的下底面侧；第一膜层对种子光进行反射而对泵浦光透射，第二膜层对种子光透射而对泵浦光反射。本实用新型专利技术通过增加泵浦光穿透增益介质的次数，在保持放大器输出效率的同时也能大幅降低横向寄生振荡。
A high efficiency laser multi pass amplifier
【技术实现步骤摘要】
一种高效率激光多通放大装置
本技术涉及超短脉冲激光放大器
，尤其涉及一种基于高效率激光多通放大装置。
技术介绍
目前，基于啁啾脉冲放大（ChirpedPulseAmplification；CPA）技术的飞秒激光系统已可达到10PW的峰值功率。在追求高峰值功率的同时，由于终端放大器必须使用大口径的增益介质，其横向增益远大于纵向增益，当泵浦激光能量密度够高时会在增益介质内产生横向寄生震荡，消耗掉储存在增益介质内的能量；除此之外，当增益介质吸收泵浦光之后，部分能量会储存在增益介质内使其升温，在热平衡状态下增益介质内的温度梯度会使其变成一个类透镜介质，此即热透镜效应。热透镜效应不只会造成被放大的激光种子源光束波前的扭曲，同时也会使光束聚焦，这将导致激光种子源与泵浦光空间模式不匹配，降低了能量提取效率。因此，如何克服以上难题将是进一步提升激光器峰值功率的关键。常见的抑制横向寄生振荡的措施有：通过在晶体表面使用折射率匹配液，使横向寄生震荡的损耗变大来抑制横向寄生振荡；但是该措施由于匹配液折射率随偏振、波长变化，很难做到完全的折射率匹配，因此效果有限。或者，通过增加增益介质厚度，使掺杂浓度及泵浦光吸收系数降低，可有效降低横向增益；但是该措施需使用厚的增益介质，提高了成本，增加了材料色散，将使后续脉冲压缩较困难。
技术实现思路
针对现有的激光放大器在抑制横向寄生振荡及热透镜效应的过程中存在的抑制效果有限、影响放大器输出效率的问题，本技术提供一种高效率激光多通放大装置。第一方面，本技术提供一种高效率激光多通放大装置，包括：两个泵浦源单元、增益介质和种子光反射镜组；每个所述泵浦源单元包括：泵浦源和泵浦光反射镜；所述种子光反射镜组包括：第一种子光反射镜、第二种子光反射镜和第三种子光反射镜；所述增益介质为圆柱体型，所述增益介质的上底面设置有第一膜层、下底面设置有第二膜层、侧面设置有螺纹，所述泵浦源单元位于所述增益介质的上底面侧，所述泵浦光反射镜位于所述泵浦源和所述增益介质之间且在所述泵浦源生成的泵浦光被增益介质反射后的反射光路上，且所述泵浦光反射镜的反射面朝向所述增益介质的上底面；所述种子光反射镜组位于所述增益介质的下底面侧；所述第一膜层对种子光进行反射而对泵浦光透射，所述第二膜层对种子光透射而对泵浦光反射。进一步地，其中一个泵浦源单元中的泵浦源生成的泵浦光避开另一个泵浦源单元中的泵浦光反射镜进入所述增益介质，经所述增益介质的下底面反射并再次穿透所述增益介质，然后经所述其中一个泵浦源单元中的泵浦光反射镜反射，沿原路折返穿透所述增益介质；种子激光经所述第一种子光反射镜反射进入所述增益介质，经所述增益介质的上底面反射并穿透所述增益介质的下底面，然后依次经所述第二种子光反射镜和所述第三种子光反射镜反射进入所述增益介质，经所述增益介质的上底面反射进入并穿透所述增益介质的下底面后完成放大。进一步地，所述第一种子光反射镜和所述第二种子光反射镜的镜心夹角大于零；所述第一种子光反射镜和所述第三种子光反射镜的镜心夹角大于零。进一步地，每个所述泵浦光反射镜的反射面均镀有泵浦光零度入射高反膜；所述种子光反射镜组中每个种子光反射镜的反射面均镀有种子光45度入射高反膜。进一步地，所述增益介质的侧面还设置有冷却装置。第二方面，本技术还提供一种高效率激光多通放大装置，包括：第一泵浦源、增益介质、双色镜和种子光反射镜组，所述种子光反射镜组包括：第一种子光反射镜、第二种子光反射镜和第三种子光反射镜；所述增益介质为圆柱体型，所述增益介质的侧面设置有螺纹；所述双色镜位于所述增益介质的上底面侧，所述种子光反射镜组和所述第一泵浦源位于所述增益介质的下底面侧，所述种子光反射镜组的反射面朝向所述增益介质的下底面，所述种子光反射镜组的非反射面朝向所述第一泵浦源；所述第一泵浦源生成的泵浦光透过所述种子光反射镜组中各种子光反射镜之间的缝隙入射至所述增益介质；种子激光经所述第一种子光反射镜反射进入并穿透所述增益介质，经所述双色镜反射再次进入并穿透所述增益介质，然后依次经所述第二种子光反射镜和所述第三种子光反射镜反射进入并穿透所述增益介质，经所述双色镜反射进入并穿透所述增益介质后完成放大。进一步地，所述增益介质的上底面和下底面均镀有增强所述种子激光和所述泵浦光透射的增透膜；所述增益介质的侧面还设置有冷却装置。进一步地，所述第一种子光反射镜和所述第二种子光反射镜的镜心夹角大于零；所述第一种子光反射镜和所述第三种子光反射镜的镜心夹角大于零。进一步地，所述双色镜上镀有泵浦光零度入射增透、种子光5度入射高反膜；所述种子光反射镜组中每个种子光反射镜的反射面均镀有种子光45度入射高反膜。进一步地，还包括第二泵浦源，所述第二泵浦源位于所述增益介质的上底面侧，所述双色镜位于所述第二泵浦源和所述增益介质之间。本技术的有益效果：（1）本技术通过在增益介质一侧设置两个泵浦光反射镜，以及在增益介质的两个底面镀有种子光反射、泵浦光透射膜和种子光透射、泵浦光反射膜，使得泵浦光可多次经过增益介质，在总吸收率I(L)（已知增益介质对于激光的吸收率I(L)满足：I(L)=I0*e-αL。其中，α为吸收系数，L为经过增益介质的长度）固定的条件下，L增加数倍可大幅降低泵浦光吸收系数α，也同时降低了横向的增益。因此，在无需增加增益介质厚度的基础上，本技术通过增加泵浦光穿透增益介质的次数，等效于增加了长度L，如此本技术在保持放大器输出效率的同时也能大幅降低横向寄生振荡。并且由于在上底面镀有种子光反射膜使得本技术的整个放大器腔长较传统多通放大器缩短一半，使装置体积大幅度缩减，可大幅降低热透镜效应对放大器的影响，整体结构更紧凑，进而提升稳定性。（2）本技术通过在增益介质两侧分别设置双色镜和种子光反射镜，种子激光经过第二种子光反射镜、第三种子光反射镜、双色镜形成一个倒V型，与传统放大器（在增益介质两侧均设置种子光反射镜）的腔长相比，本技术的放大器的腔长可缩短一倍，可大幅降低热透镜效应对放大器的影响，整体结构更紧凑，进而提升稳定性。（3）通过在增益介质的侧面设置螺纹，因螺纹带倾斜角的关系，自发辐射的光无法在增益介质侧边来回反射，可有效降低横向寄生震荡。（4）本技术不需增加增益介质厚度，因此不会增加材料色散，有利于后续脉冲压缩。附图说明图1为本技术实施例提供的一种高效率激光多通放大装置的结构示意图之一；图2为本技术实施例提供的一种高效率激光多通放大装置的结构示意图之二。附图标记：1为种子激光源，2为第一种子光反射镜，3为第二种子光反射镜，4为第三种子光反射镜，5为第一泵浦源，6为第二泵浦源，7为增益介质，8为冷却装置，9为双色镜，10为第一泵浦光反射镜，11为第二泵浦光反射镜，S1为上底面，S2为下底面。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效率激光多通放大装置，其特征在于，包括：两个泵浦源单元、增益介质和种子光反射镜组；每个所述泵浦源单元包括：泵浦源和泵浦光反射镜；所述种子光反射镜组包括：第一种子光反射镜、第二种子光反射镜和第三种子光反射镜；/n所述增益介质为圆柱体型，所述增益介质的上底面设置有第一膜层、下底面设置有第二膜层、侧面设置有螺纹，所述泵浦源单元位于所述增益介质的上底面侧，所述泵浦光反射镜位于所述泵浦源和所述增益介质之间且在所述泵浦源生成的泵浦光被增益介质反射后的反射光路上，且所述泵浦光反射镜的反射面朝向所述增益介质的上底面；所述种子光反射镜组位于所述增益介质的下底面侧；所述第一膜层对种子光进行反射而对泵浦光透射，所述第二膜层对种子光透射而对泵浦光反射。/n
【技术特征摘要】
1.一种高效率激光多通放大装置，其特征在于，包括：两个泵浦源单元、增益介质和种子光反射镜组；每个所述泵浦源单元包括：泵浦源和泵浦光反射镜；所述种子光反射镜组包括：第一种子光反射镜、第二种子光反射镜和第三种子光反射镜；
所述增益介质为圆柱体型，所述增益介质的上底面设置有第一膜层、下底面设置有第二膜层、侧面设置有螺纹，所述泵浦源单元位于所述增益介质的上底面侧，所述泵浦光反射镜位于所述泵浦源和所述增益介质之间且在所述泵浦源生成的泵浦光被增益介质反射后的反射光路上，且所述泵浦光反射镜的反射面朝向所述增益介质的上底面；所述种子光反射镜组位于所述增益介质的下底面侧；所述第一膜层对种子光进行反射而对泵浦光透射，所述第二膜层对种子光透射而对泵浦光反射。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中一个泵浦源单元中的泵浦源生成的泵浦光避开另一个泵浦源单元中的泵浦光反射镜进入所述增益介质，经所述增益介质的下底面反射并再次穿透所述增益介质，然后经所述其中一个泵浦源单元中的泵浦光反射镜反射，沿原路折返穿透所述增益介质；
种子激光经所述第一种子光反射镜反射进入所述增益介质，经所述增益介质的上底面反射并穿透所述增益介质的下底面，然后依次经所述第二种子光反射镜和所述第三种子光反射镜反射进入所述增益介质，经所述增益介质的上底面反射进入并穿透所述增益介质的下底面后完成放大。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一种子光反射镜和所述第二种子光反射镜的镜心夹角大于零；所述第一种子光反射镜和所述第三种子光反射镜的镜心夹角大于零。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述泵浦光反射镜的反射面均镀有泵浦光零度入射高反膜；所述种子光反射镜组中每个种子光反射镜的反射面均镀有种子光45度入射高反膜。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁巍，洪德昇，张颖力，林春里，
申请(专利权)人：河南省启封新源光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。