一种新型激光放大器制造技术

本发明专利技术提供了一种新型激光放大器，该方案包括由内至外依次设置的放大增益介质、增益介质定位块、方形密封条、循环水冷却箱、泵浦光反射器、反射器定位块、LD泵浦光源、LD泵浦光源冷却底座、外壳体顶板、外壳体底板、外壳体左右侧板和外壳体前后侧板。整个设计结构紧凑，实现了LD泵浦放大器模块小型化，减少了LD泵浦放大器模块在整个激光链路中的空间占比；再通过外部紧定螺钉挤压上下循环水冷却箱，从而压紧冷却箱和放大增益介质之间的方形密封条，实现密封。该设计使得放大增益介质在工作中能够得到有效冷却，同时保证良好的密封性。设计中还采取了横向宽度尽可能小的“L”型挡片，保证了增益介质4个侧边的有效通光面积。

【技术实现步骤摘要】
一种新型激光放大器
本专利技术涉及的是高功率固体激光器领域，尤其是一种新型激光放大器。
技术介绍
重频大能量脉冲激光光源在工业加工制造(激光冲击强化、激光冲击成形等)、国防、科研(重频飞秒激光泵浦源、百焦耳级重频皮秒激光、紫外负载损伤研究等)等领域有广泛的应用需求，是美国利弗莫尔国家实验室、法国里梅尔国家实验室、日本大阪大学激光工程中心，以及韩国、英国、中国等主要国家持续投入研究的热点。大能量脉冲激光光源一般采取主振荡+功率放大(MOPA)或多程放大构型，包括种子光源、激光放大器、空间滤波器、集中控制与同步、隔离组件、波前控制、参数测量等分系统，其中激光放大器提供超过99％的能量与功率，是整个激光装置的核心部件。现有的钕玻璃激光放大器存在仅能实现单次运行、增益较低、光束质量较差等问题，是制约整个激光装置高增益高光束质量重复频率运行的“瓶颈”，因此当前重频大能量脉冲激光光源的研究迫切需要一种增益能力强、重复频率运行，同时具备高光束质量的激光放大器。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种新型激光放大器的技术方案，该方案采用全新的放大器结构设计，能够解决钕玻璃激光放大器泵浦效率、增益能力、重复频率运行、高光束质量等技术问题。本方案是通过如下技术措施来实现的：一种新型激光放大器，包括有泵浦光反射器、LD泵浦光源、放大增益介质和外壳体；放大增益介质固定在外壳体的中部；LD泵浦光源设置在放大增益介质的两侧；放大增益介质与LD泵浦光源之间设置有泵浦光反射器；外壳体为由外壳体顶板、外壳体底板、外壳体左右侧板以及外壳体前后侧板组成的中空的长方体结构；外壳体底板和外壳体顶板的内侧均设置有一个循环水冷却箱；放大增益介质、LD泵浦光源以及泵浦光反射器均夹在上、下两个循环水冷却箱之间；外壳体前后侧板设置有用于使放大增益介质发出的光束射出的通光口。作为本方案的优选：LD泵浦光源的侧面设置有紧密贴合的LD泵浦光源冷却底座；LD泵浦光源冷却底座固定在外壳体左右侧板上；LD泵浦光源冷却底座设置有LD泵浦模块进水口接插件和LD泵浦模块出水口接插件；外壳体左右侧板上设置有用于通过LD泵浦模块进水口接插件和LD泵浦模块出水口接插件的通孔。作为本方案的优选：循环水冷却箱靠近放大增益介质的一面设置有矩形框；矩形框与放大增益介质密封接触；循环水冷却箱靠近外壳体顶板或外壳体侧板的一面设置有长条形凹槽，凹槽内设置有聚四氟乙烯条；上下两个所述循环水冷却箱通过外壳体顶板和外壳体底板上设置的紧定螺钉相互压紧；紧定螺钉与聚四氟乙烯条接触。作为本方案的优选：矩形框的外边框的长边尺寸大于放大增益介质，短边尺寸与放大增益介质相同。作为本方案的优选：矩形框的表面设置有U型槽；U型槽内装配有方形密封条。作为本方案的优选：矩形框的长边上设置有增益介质定位块和定位销螺钉；增益介质定位块包括圆形下沉孔部分和L型挡片部分；圆形下沉孔部分用于与定位销螺钉间隙配合；L型挡片部分用于对放大增益介质进行限位。作为本方案的优选：泵浦光反射器通过反射器定位块固定在外壳体底板上。作为本方案的优选：循环水冷却箱的左侧面设置有冷却箱进水口接插件、右侧面设置有冷却箱出水口接插件；外壳体左右侧板上设置有用与冷却箱进水口接插件和冷却箱出水口接插件通过的通孔。作为本方案的优选：循环水冷却箱内部焊接有支撑块，支撑块长宽尺寸与循环水冷却箱内部截面的长宽尺寸一致；支撑块设计有4个用于冷却水流通顺畅的圆形过水孔。本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案设计结构紧凑，实现了LD泵浦放大器模块小型化，减少了LD泵浦放大器模块在整个激光链路中的空间占比；该设计利用上下循环水冷却箱夹住放大增益介质，再通过外部紧定螺钉挤压上下循环水冷却箱，从而压紧冷却箱和放大增益介质之间的方形密封条，实现密封。该设计使得放大增益介质在工作中能够得到有效冷却，同时保证良好的密封性；此外，通过设计紧定螺钉在循环水冷却箱上的着力点落在支撑块圆形孔间隙正上方的位置，防止冷却箱因紧定螺钉的压紧力而损坏，增加了整个放大器的可靠性；设计中还通过具有“L”型挡片的定位块限制放大增益介质沿“L”型挡片表面法线方向的位移，从而实现放大增益介质的定位；设计中采取了横向宽度尽可能小的“L”型挡片，保证了增益介质4个侧边的有效通光面积。由此可见，本专利技术与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。附图说明图1是本专利技术的各组件爆炸示意图。图2是本专利技术组装完成后的结构示意图。图3是放大增益介质与冷却箱的安装示意图。图4是增益介质定位块的结构图。图5是循环水冷却箱的结构图。图6是冷却箱与外壳体顶板、底板和侧板的安装示意图。图7是泵浦光反射器的结构图。图8是泵浦光反射器与外壳体底板的安装示意图。图9是LD泵浦模块的结构图。图10是LD泵浦模块与放大器侧板的安装示意图。1为外壳体顶板；2为循环水冷却箱；3为泵浦光反射器；4为LD泵浦光源；5为LD泵浦光源冷却底座；6为外壳体左右侧板；7为外壳体前后侧板；8为外壳体底板；9为增益介质定位块；10为方形密封条；11为放大增益介质；12为反射器定位块；13-1为冷却箱进水口接插件；13-2为冷却箱出水口接插件；14为聚四氟乙烯条；15为紧定螺钉；16为矩形框；17-1为LD泵浦模块进水口接插件；17-2为LD泵浦模块出水口接插件。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。由图1-图10所示，本方案包括由内至外依次设置的放大增益介质、增益介质定位块、方形密封条、循环水冷却箱、泵浦光反射器、反射器定位块、LD泵浦光源、LD泵浦光源冷却底座、外壳体顶板、外壳体底板、外壳体左右侧板和外壳体前后侧板。放大增益介质为长方体外形，其上下表面为正方形，四周侧面为长方形，放大增益介质被夹在上下循环水冷却箱中间，利用冷却箱中的循环水接触放大增益介质的表面进行冷却，再通过循环水冷却箱压紧方形密封条实现密封；方形密封条边长尺寸小于增益介质边长尺寸，方形密封条的4个直角处由圆角平滑过渡，方形密封条横截面为一正方形；循环水冷却箱材质为不锈钢，内部为中空结构，在其左侧面开设有2个圆形进水孔，右侧面开设2个圆形出水孔，分别与水密接插件连接。循环水冷却箱上表面的中间部位开设有正方形窗口，尺寸小于方形密封条；正方形窗口处焊接矩形框，其内边框为正方形，尺寸与冷却箱方形窗口一致。其外边框的长边尺寸大于增益介质，短边尺寸与增益介质边长相等；矩形框上表面开设正方形U型槽，与方形密封条为过盈配合。矩形框本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型激光放大器，其特征是：包括有泵浦光反射器、LD泵浦光源、放大增益介质和外壳体；所述放大增益介质固定在外壳体的中部；所述LD泵浦光源设置在放大增益介质的两侧；所述放大增益介质与LD泵浦光源之间设置有泵浦光反射器；所述外壳体为由外壳体顶板、外壳体底板、外壳体左右侧板以及外壳体前后侧板组成的中空的长方体结构；所述外壳体底板和外壳体顶板的内侧均设置有一个循环水冷却箱；所述放大增益介质、LD泵浦光源以及泵浦光反射器均夹在上、下两个循环水冷却箱之间；所述外壳体前后侧板设置有用于使放大增益介质发出的光束射出的通光口。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型激光放大器，其特征是：包括有泵浦光反射器、LD泵浦光源、放大增益介质和外壳体；所述放大增益介质固定在外壳体的中部；所述LD泵浦光源设置在放大增益介质的两侧；所述放大增益介质与LD泵浦光源之间设置有泵浦光反射器；所述外壳体为由外壳体顶板、外壳体底板、外壳体左右侧板以及外壳体前后侧板组成的中空的长方体结构；所述外壳体底板和外壳体顶板的内侧均设置有一个循环水冷却箱；所述放大增益介质、LD泵浦光源以及泵浦光反射器均夹在上、下两个循环水冷却箱之间；所述外壳体前后侧板设置有用于使放大增益介质发出的光束射出的通光口。


2.根据权利要求1所述的一种新型激光放大器，其特征是：所述LD泵浦光源的侧面设置有紧密贴合的LD泵浦光源冷却底座；所述LD泵浦光源冷却底座固定在外壳体左右侧板上；所述LD泵浦光源冷却底座设置有LD泵浦模块进水口接插件和LD泵浦模块出水口接插件；所述外壳体左右侧板上设置有用于通过LD泵浦模块进水口接插件和LD泵浦模块出水口接插件的通孔。


3.根据权利要求1所述的一种新型激光放大器，其特征是：所述循环水冷却箱靠近放大增益介质的一面设置有矩形框；所述矩形框与放大增益介质密封接触；所述循环水冷却箱靠近外壳体顶板或外壳体侧板的一面设置有长条形凹槽，凹槽内设置有聚四氟乙烯条；上下两个所述循环水冷却箱通过外壳体顶板和外壳体底板上设置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：强永发，刘建国，蒋学君，王振国，吴文龙，陈林，傅学军，林东晖，刘勇，王琳，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川;51