本发明专利技术涉及一种全固态环形激光放大装置及激光放大方法，基于萨格纳克效应，对输入的信号激光分解成两束偏振方向互相垂直的线偏振激光，在同一个环形光路中沿相反方向传播，分别单次或多次经过增益介质被放大并滤波。由于传播路径为环路，两束放大后的偏振光最终在初始的信号激光输入端口逆向输出，并因为有固定的相位差而形成相干叠加。本发明专利技术结合再生放大和行波放大的优点，光路结构简单，输出激光的能量增大，并且输出的激光有相干加强的效果，同时能够降低输出激光的放大自发辐射，提高信噪比。高信噪比。高信噪比。
【技术实现步骤摘要】
一种全固态环形激光放大装置及激光放大方法
[0001]本专利技术涉及光调制
，具体涉及一种全固态环形激光放大装置及激光放大方法。
技术介绍
[0002]传统的激光放大技术如再生放大，腔内单向传输功率密度高对器件的抗损伤阈值要求严苛，并且腔型结构导致调试较为复杂；而多程行波放大技术结构系统较为冗长，并且因为激光单次通过增益介质所以能量提取效率较低、单次放大效果难以满足要求，且其对注入脉冲能量和泵浦能量的匹配比例有准确的要求，操作难度较大。因此，需要提一种新型结构的激光放大器，来解决现有激光放大技术上存在的系统结构复杂或放大效果不足的至少一个问题。
技术实现思路
[0003]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种全固态环形激光放大装置及激光放大方法，其系统结构简单，能实现较优的激光放大效果。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：作为本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种全固态环形激光放大装置，包括偏振分光镜、反射镜组、增益介质、空间滤波系统、45
°
旋光器和泵浦系统；所述偏振分光镜、反射镜组中的多个反射镜、增益介质、泵浦系统、空间滤波系统形成环路结构，所述环路结构为两束偏振光分别提供传播方向相反的环形路径；所述偏振分光镜对应信号光源的输出口设置，用于将输入激光分为相互垂直的两束偏振光并输入所述环路结构，还用于将所述环路结构输出的两束偏振光合为一束输出激光；所述反射镜组，用于将其入射的偏振光反射导入下一器件；所述增益介质对称设置在空间滤波系统的两侧，用于将其入射的偏振光放大；所述泵浦系统，相邻所述增益介质设置，用于为增益介质提供泵浦光；所述空间滤波系统，用于滤除其入射偏振光中的高阶模以及杂散光；所述45
°
旋光器位于环路结构之外、且相邻偏振分光镜设置，信号光源、偏振分光镜与45
°
旋光器三者之间夹角为直角，所述45
°
旋光器用于将其入射光的偏振角沿传播方向以固定方向旋转45
°
；所述反射镜组中的某一反射镜设置于45
°
旋光器背离偏振分光镜的一侧，用于将45
°
旋光器输出的光原路反射。
[0005]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0006]优选的，所述环路结构还包括两个电光调制器，两个所述电光调制器对称分布在所述偏振分光镜两侧的光路中，用于将经过的偏振光偏振方向旋转90
°
。
[0007]优选的，所述反射镜组包括：
仅将偏振光反射导向下一个器件的第一反射镜、第三反射镜；和，同时能将偏振光反射导向下一个器件，又能透射泵浦光的第二反射镜、第四反射镜。
[0008]优选的，所述泵浦系统包括泵浦光源和泵浦耦合镜，所述泵浦光源相邻所述增益介质设置，所述泵浦光源用于向增益介质提供泵浦光；所述泵浦耦合镜设置于所述泵浦光源与增益介质之间，所述泵浦耦合镜用于耦合泵浦光与偏振光。
[0009]优选的，所述泵浦耦合镜复用第二反射镜和第四反射镜。
[0010]优选的，所述空间滤波系统包括：准直透镜组、空间滤波器；所述空间滤波器，设置在两个增益介质的中间处，用于限制通光口径；所述准直透镜组，分布设置在所述空间滤波器两侧，用于准直和约束经过增益介质后被放大的偏振光。
[0011]优选的，所述空间滤波器为小孔滤波器、狭缝型滤波器或通过有限尺寸的反射镜。
[0012]优选的，在所述环路结构的光路中设置相位调制器件；或，通过改变用于反射45
°
旋光器输出光的反射镜和所述偏振分光镜之间的距离来调整输出激光的相位变化。
[0013]作为本专利技术的第二方面，基于上述的全固态环形激光放大装置，本专利技术还提供一种激光放大方法，包括：偏振分光镜将输入激光分束为相互垂直的第一偏振光和第二偏振光，第一偏振光与第二偏振光沿环路结构按照相反方向传播，传播过程中分别进行放大、滤波；沿环路结构传播的过程中，所述第一偏振光与第二偏振光分别往返经过45
°
旋光器后，第一偏振光与第二偏振光的偏振方向各旋转90度，旋转后的第一偏振光与第二偏振光保持相互垂直；结束传播周期后，放大后的第一偏振光和第二偏振光经偏振分光镜合束为输出激光输出。
[0014]优选的，该方法还包括：在偏振光传播过程中的任一时刻，通过电光调制器将环路结构中的第一偏振光与第二偏振光的偏振方向旋转90
°
，从而控制第一偏振光与第二偏振光在环路结构中的循环次数，实现第一偏振光与第二偏振光多次通过所述增益介质被放大。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种全固态环形激光放大装置及激光放大方法，用于对两路沿环路结构进行相反方向传播的偏振激光脉冲分别进行放大、滤波，并在环形光路结构输出口形成相干叠加。由于45
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旋光器的存在，两路偏振光在沿环路结构传播一周后分别往返经过45
°
旋光器，使得自身相位角发生90
°
偏转，实现两路偏振光的相位互换，相位偏转后的两路偏振光可继续沿环路结构传播一周后，通过偏振分光镜合束进行相干输出。由于偏振光在环路结构中可进行多次循环传播，每周传播的过程中均进行放大、滤波，因此有效地增强了激光的放大效果；空间滤波系统的设置可以抑制噪声和衍射，提高泵浦能量的提取或器件的热稳定性；使用环形光路结构避免行波放大光路冗长的结构，极大地
简化了光路；结合再生放大和行波放大的优点，利用Sagnac效应（萨格纳克效应）和固定的相位差使输出激光的能量增大，并且输出的激光有相干加强的效果，同时能够降低输出激光的ASE（放大自发辐射），提高信噪比。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的一种全固态环形激光放大装置某一实施例的结构示意图；图2为本专利技术的一种全固态环形激光放大装置又一实施例的结构示意图；图3为本专利技术的一种激光放大方法流程图。
[0017]附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、信号光源，2、偏振分光镜，3、45
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旋光器，4、第一反射镜，5、第一电光调制器，6、第二反射镜，7、第一增益介质，8、第一准直透镜，9、第三反射镜，10、第二准直透镜，11、第二增益介质，12、第四反射镜，13、第二电光调制器，14、第一泵浦光源，15、第二泵浦光源，16、空间滤波系统。
具体实施方式
[0018]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0019]如图1及图2的结构组成示意图所示，本专利技术提供一种全固态环形激光放大装置，该装置包括偏振分光镜2、反射镜组、增益介质、空间滤波系统16、45
°
旋光器3和泵浦系统；所述偏振分光镜2、反射镜组中的多个反射镜、增益介质、泵浦系统、空间滤波系统16形成环路结构，所述环路结构为两束偏振光分别提供传播方向相反的环形路径；例如，一路偏振光在环路结构中沿顺时针传播，则另一路偏振光本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全固态环形激光放大装置，其特征在于，包括偏振分光镜、反射镜组、增益介质、空间滤波系统、45
°
旋光器和泵浦系统；所述偏振分光镜、反射镜组中的多个反射镜、增益介质、泵浦系统、空间滤波系统形成环路结构，所述环路结构为两束偏振光分别提供传播方向相反的环形路径；所述偏振分光镜对应信号光源的输出口设置，用于将输入激光分为相互垂直的两束偏振光并输入所述环路结构，还用于将所述环路结构输出的两束偏振光合为一束输出激光；所述反射镜组，用于将其入射的偏振光反射导入下一器件；所述增益介质对称设置在空间滤波系统的两侧，用于将其入射的偏振光放大；所述泵浦系统，相邻所述增益介质设置，用于为增益介质提供泵浦光；所述空间滤波系统，用于滤除其入射偏振光中的高阶模以及杂散光；所述45
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旋光器位于环路结构之外、且相邻偏振分光镜设置，信号光源、偏振分光镜与45
°
旋光器三者之间夹角为直角，所述45
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旋光器用于将其入射偏振光的偏振角以固定方向旋转45
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；所述反射镜组中的某一反射镜设置于45
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旋光器背离偏振分光镜的一侧，用于将45
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旋光器输出的光原路反射。2.根据权利要求1所述一种全固态环形激光放大装置，其特征在于，所述环路结构还包括两个电光调制器，两个所述电光调制器对称分布在所述偏振分光镜两侧的光路中，用于将经过的偏振光偏振方向旋转90
°
。3.根据权利要求2所述一种全固态环形激光放大装置，其特征在于，所述反射镜组包括：仅将偏振光反射导向下一个器件的第一反射镜、第三反射镜；和，同时能将偏振光反射导向下一个器件，又能透射泵浦光的第二反射镜、第四反射镜。4.根据权利要求3所述一种全固态环形激光放大装置，其特征在于，所述泵浦系统包括泵浦光源和泵浦耦合镜，所述泵浦光源相邻所述增益介质设置，所述泵浦光...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓杰，高茂华，杨经义，
申请(专利权)人：武汉中科锐择光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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