一种可调谐双波长输出板条激光器制造技术

本发明专利技术涉及高功率固体激光器领域，尤其涉及一种可调谐双波长输出板条激光器，包括种子光隔离与整形模块、板条四程放大模块和可调谐模块，种子光隔离与整形模块、板条四程放大模块和可调谐模块的传输光路相匹配；种子光隔离与整形模块产生种子光，并将种子光整形为与板条四程放大模块相匹配的长方形光斑，整形后的种子光进入板条四程放大模块进行放大，放大后的种子光进入可调谐振模块进行波长调整。本发明专利技术实现了重频、能量和波长均可调谐的高光束质量百皮秒单纵模激光输出，通过板条四程放大模块实现对种子光的四程放大，有效提高了种子光的功率与光束质量，并减少了热透镜效应对激光器的影响。器的影响。器的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种可调谐双波长输出板条激光器


[0001]本专利技术涉及高功率固体激光器领域，尤其涉及一种可调谐双波长输出板条激光器。

技术介绍

[0002]高脉冲能量、短脉冲宽度的激光脉冲在激光加工、激光点火和激光雷达等领域具有广泛的应用前景。在激光雷达领域，使用亚纳秒激光源可以达到厘米级的距离精度。此外，在激光雷达应用中，高脉冲能量有利于提高回波强度和远距离测距。短腔调q技术是一种很有前途的短周期激光产生技术。但是，短长度激光腔中模体积小，限制了脉冲能量的增加。主振荡器功率放大器(MOPA，Master Oscillator and Power Amplifier)技术被用来放大短脉宽激光脉冲的输出能量。
[0003]对于MOPA技术来说，增益模块的热透镜效应是不可避免的，但热透镜效应会使激光性能恶化，甚至导致光学元件损坏。种子光采用多级放大，将热负载分散到多个放大级，并在放大级之间增加调节元件，以补偿热透镜效应。此外，为了获得高增益系数，增益模块的泵浦能量通常非常高，容易产生放大自发辐射(ASE，Amplified Spontaneous Emission)效应。而板条激光器有着更大的散热面积，更小的热效应，因此，板条激光器成为获得高功率、高光束质量激光输出的最为有效的途径之一。并且板条激光器可以实现多程放大，进一步提高增益系数。

技术实现思路

[0004]针对现有激光器受热透镜效应影响较大的技术问题，本专利技术提出一种可调谐双波长输出板条激光器，通过四程放大模块实现高重频以及高能量板条激光器四程放大简易结构，通过设计倍频系统和能量调节系统实现能量和波长的可调谐。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种可调谐双波长输出板条激光器，其特征在于，包括种子光隔离与整形模块、板条四程放大模块和可调谐模块，种子光隔离与整形模块、板条四程放大模块和可调谐模块的传输光路相匹配；所述种子光隔离与整形模块产生种子光，并将种子光整形为与板条四程放大模块相匹配的长方形光斑，整形后的种子光进入板条四程放大模块进行放大，放大后的种子光进入可调谐振模块进行波长调整。
[0006]所述种子光隔离与整形模块包括依次设置的单纵模激光器、第一整形镜、第二整形镜、第一反射镜和第二反射镜，单纵模激光器、第一整形镜、第二整形镜和第一反射镜的中心点设置在同一水平线上，第一反射镜与第二反射镜中心点相对，种子光由第二反射镜输出进入板条四程放大模块。
[0007]所述单纵模激光器和第一整形镜之间设有第一隔离器，单纵模激光器、第一隔离器和第一整形镜设置在同一水平线上。
[0008]所述第一整形镜为球面平凹柱透镜，第二整形镜为球面平凸柱透镜，第一整形镜
与第二整形镜之间距离为139
‑
141 mm。
[0009]所述板条四程放大模块包括第一空间滤波器、第一偏振片、板条放大器、第一反射模块和第二反射模块，第一空间滤波器、第一偏振片和板条放大器的中心点设置在同一水平线上，第一反射模块和第二反射模块均与板条放大器传输光路相匹配，种子光由第一偏振片输出后进入可调谐模块。
[0010]所述第一反射模块包括第三反射镜和第四反射镜，第三反射镜和第四反射镜与第四反射镜中心点相对应；第二反射模块包括第五反射镜、第六反射镜、第二空间滤波器、四分之一玻片和零度反射镜，板条放大器、第五反射镜和第六反射镜中心点相对应，第六反射镜、第二空间滤波器、四分之一玻片和零度反射镜的中心点设置在同一水平线上。
[0011]所述第一空间滤波器和第一偏振片之间设有第二隔离器，第一空间滤波器、第二隔离器和第一偏振片的中心设置在同一水平线上，第一空间滤波器包括平凸透镜Ⅰ和平凸透镜Ⅱ，平凸透镜Ⅰ和平凸透镜Ⅱ之间间距为1120 mm。
[0012]所述板条放大器为双端泵浦，双端泵浦输入面镀有1064 nm高透膜，侧面镀有SiO2膜，在SiO2膜上镀有一层808 nm高透膜。
[0013]所述可调谐模块包括第二偏振片、可调二分之一玻片、第三偏振片、第一准直镜、第二准直镜和倍频系统，第二偏振片、可调二分之一玻片、第三偏振片、第一准直镜、第二准直镜和倍频系统的中心点设置在同一水平线上。
[0014]所述倍频系统包括可移动底板、倍频晶体和色分离镜，倍频晶体和色分离镜设置在可移动底板上，第二准直镜、倍频晶体和色分离镜的中心设置在同一水平线上。
[0015]采用上述结构的本专利技术，通过种子光隔离与整形模块实现将种子光圆形光斑整形为均匀的长方形光斑，以满足四程放大板条入射面的损伤阈值，与传统的光束整形系统相比，本专利技术的结构相对简单，价格低廉，采用本专利技术所提出的种子光隔离与整形模块可实现千赫兹、百皮秒焦耳级的高光束质量的长方形光斑输出。同时，本专利技术通过板条四程放大模块对种子光进程处理，实现对种子光的四程放大，有效提高了种子光的功率与光束质量，并减少了热透镜效应对激光器的影响。此外，本专利技术通过第一空间滤波器与第二空间滤波器配合作用，确保高光束质量输出，通过倍频系统实现对输出激光的倍频进行切换，有效拓宽本专利技术的应用场景。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术的结构示意图。
[0018]图中，1为种子光隔离与整形模块，2为板条四程放大模块，3为可调谐模块，1
‑
1为单纵模激光器，1
‑
2为第一隔离器，1
‑
3为第一整形镜，1
‑
4为第二整形镜，1
‑
5为第一反射镜，1
‑
6为第二反射镜，2
‑
1为第一空间滤波器，2
‑
2为第二隔离器，2
‑
3为第一偏振片，2
‑
4为板条放大器，2
‑
5为第三反射镜，2
‑
6为第四反射镜，2
‑
7为第五反射镜，2
‑
8为第六反射镜，2
‑
9为第二空间滤波器，2
‑
10为四分之一玻片，2
‑
11为零度反射镜，3
‑
1为第二偏振片，3
‑
2为可调
二分之一玻片，3
‑
3为第三偏振片，3
‑
4为第一准直镜，3
‑
5为第二准直镜，3
‑
6为可移动底板，3
‑
7为倍频晶体，3
‑
8为色分离镜。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调谐双波长输出板条激光器，其特征在于，包括种子光隔离与整形模块（1）、板条四程放大模块（2）和可调谐模块（3），种子光隔离与整形模块（1）、板条四程放大模块（2）和可调谐模块（3）的传输光路相匹配；所述种子光隔离与整形模块（1）产生种子光，并将种子光整形为与板条四程放大模块（2）相匹配的长方形光斑，整形后的种子光进入板条四程放大模块（2）进行放大，放大后的种子光进入可调谐振模块（3）进行波长调整。2.根据权利要求1所述的可调谐双波长输出板条激光器，其特征在于，所述种子光隔离与整形模块（1）包括依次设置的单纵模激光器（1
‑
1）、第一整形镜（1
‑
3）、第二整形镜（1
‑
4）、第一反射镜（1
‑
5）和第二反射镜（1
‑
6），单纵模激光器（1
‑
1）、第一整形镜（1
‑
3）、第二整形镜（1
‑
4）和第一反射镜（1
‑
5）的中心点设置在同一水平线上，第一反射镜（1
‑
5）与第二反射镜（1
‑
6）中心点相对，种子光由第二反射镜（1
‑
6）输出进入板条四程放大模块（2）。3.根据权利要求2所述的可调谐双波长输出板条激光器，其特征在于，所述单纵模激光器（1
‑
1）和第一整形镜（1
‑
3）之间设有第一隔离器（1
‑
2），单纵模激光器（1
‑
1）、第一隔离器（1
‑
2）和第一整形镜（1
‑
3）设置在同一水平线上。4.根据权利要求2或3所述的可调谐双波长输出板条激光器，其特征在于，所述第一整形镜（1
‑
3）为球面平凹柱透镜，第二整形镜（1
‑
4）为球面平凸柱透镜，第一整形镜（1
‑
3）与第二整形镜（1
‑
4）之间距离为139
‑
141 mm。5.根据权利要求4所述的可调谐双波长输出板条激光器，其特征在于，所述板条四程放大模块（2）包括第一空间滤波器（2
‑
1）、第一偏振片（2
‑
3）、板条放大器（2
‑
4）、第一反射模块和第二反射模块，第一空间滤波器（2
‑
1）、第一偏振片（2
‑
3）和板条放大器（2
‑
4）的中心点设置在同一水平线上，第一反射模块和第二反射模块均与板条放大器（2
‑
4）传输光路相匹配，种子光由第一偏振片（2
‑
3）输出后进入可调谐模块（3）。6.根据权利要求5所述的可调谐双波长输出板条激光器，其特征在于，所述第一反射模块包括第三反射镜（2
‑
5）和第四反射镜（2
‑
6），第三反射镜（2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雨雷，李凯，于宇，岳剑峰，宋长禹，贾梦瑜，曹晨，孟子博，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：