【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高功率固体激光器的，具体是一种基于温控的双端泵浦板条激光放大器。
技术介绍
1、高重频、大能量的短脉冲激光在激光加工、激光点火及光电对抗等领域具有广泛的应用前景。短腔调q技术是一种短周期激光产生技术，调q技术又叫q开关技术，是将一般输出的连续激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使光源的峰值功率可提高几个数量级的一种技术。但短长度激光腔中模体积小，限制了脉冲能量的增加。
2、而短腔调q技术结合主振荡器功率放大器(mopa)技术可进一步提升短脉冲激光的输出能量，对于mopa技术来说，增益模块的热透镜效应是不可避免的，导致降低激光输出的光束质量，甚至导致光学元件损坏。板条激光放大器中增益介质的特点是宽度与厚度的比值一般较大，通过两个大侧面制冷散热。板条增益介质与棒状激光器相比加大了散热面积，在厚度方向上加快了散热速度，而且巧妙的将二维热效应简化为一维热效应，使板条增益介质的热效应得到了极大程度的抑制，削减了双折射效应，便于热管理。
3、因此，板条激光放大器成为获得高功率、高光束质量激光输出的最为有效的途径之一。但目前板条激光放大器还未能实现千赫兹焦耳级亚纳秒的激光输出，其原因之一在于泵浦功率难以进一步提高，因此出现了双端泵浦技术，进一步提高了泵浦功率。但在双端泵浦板条放大过程中，由于泵浦光难以被增益介质完全吸收，其剩余泵浦光会通过增益介质进入另一端泵浦模块中，损伤泵浦模块。为隔离出剩余泵浦光，增加一套隔离系统，增加了系统的复杂性以及生产成本。在提高泵浦功率时，也会降低板条的热分布的均匀度及泵浦
4、需要特别说明的是，上述技术信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示上述技术信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种基于温控的双端泵浦板条激光放大器，解决了目前现有技术难以实现近万瓦双端泵浦可调谐的高能高功率激光输出的问题。
2、本申请的技术方案为：
3、一种基于温控的双端泵浦板条激光放大器，包括分别设置于板条热沉模块两端的端面泵浦激光模块，泵浦光自所述端面泵浦激光模块导入所述板条热沉模块中的板条增益介质内，激光自所述板条增益介质的任一端面导入所述板条增益介质内，所述端面泵浦激光模块、所述板条热沉模块均连接有温度探测组件和温控组件，所述温度探测组件包括用于监测所述端面泵浦激光模块温度的温度探头一、用于监测所述板条增益介质侧面的温度探头二、用于监测所述板条增益介质顶面的温度探头三，所述温控组件包括用于调节所述端面泵浦激光模块温度的水冷设备一、水冷设备四，还包括用于调节所述板条热沉模块温度的水冷设备二、水冷设备三。
4、进一步地，所述壳体内设置有泵浦光源构件，泵浦光从所述泵浦光源构件中射出再穿过泵浦整形透镜组，并通过波导导入所述板条热沉模块中。
5、进一步地，所述泵浦整形透镜组包括沿所述泵浦光的光路依次设置的柱凸透镜一、柱凸透镜二、柱凹透镜，所述柱凸透镜一、所述柱凸透镜二、所述柱凹透镜均与所述壳体可移动连接，所述柱凸透镜一的曲面中心轴沿竖直方向设置，所述柱凸透镜二与所述柱凹透镜的曲面中心轴均沿水平方向设置。
6、进一步地，所述水冷设备四包括与所述泵浦光源构件连接的接线端水冷板、设置于所述泵浦整形透镜组和所述波导之间的前端水冷板，所述接线端水冷板、所述前端水冷板均与所述壳体连接。
7、进一步地，所述泵浦光源构件包括相连的激光二极管导流组件、激光二极管阵列组件，所述激光二极管阵列组件内设置有温度探头一，所述温度探头一与水冷设备一的控制系统一相连。
8、进一步地，所述板条热沉模块包括板条增益介质，所述板条增益介质的两侧均设置有热沉微通道，所述热沉微通道的外侧均设置有热沉导流块，所述热沉导流块沿所述板条增益介质的长度方向分别设置有两个热沉进水口、一个热沉出水口，所述热沉出水口设置于两个热沉进水口之间。
9、进一步地，所述热沉微通道与所述板条增益介质的接触面设置有凹槽，所述凹槽内设置有所述温度探头二，所述温度探头二与水冷设备二的控制系统二相连。
10、进一步地，所述板条增益介质采用yag+ng:yag+yag键合晶体，所述板条增益介质的两端分别设置为斜面，所述激光自任意一端的所述斜面中导入至所述板条增益介质中。
11、进一步地，所述波导与所述板条增益介质的侧面相连，所述泵浦光自所述板条增益介质的侧面导入所述板条增益介质的侧面中。
12、进一步地，所述板条热沉模块的顶部与底部均设置有盖板组件，所述盖板组件包括分别与所述热沉导流块可拆卸连接的上盖板、下盖板，所述上盖板上设置有供所述温度探测组件滑动的条形孔，所述下盖板与固定底座相连。
13、进一步地，所述温度探测组件包括与所述通孔滑动配合的滑块，所述滑块上连接有用于卡接所述温度探头三的固定槽，所述温度探头三与所述板条增益介质的顶面接触，所述温度探头三与水冷设备三的控制系统三相连。
14、本专利技术具体的有益效果包括：
15、1、本专利技术涉及两个端面泵浦激光模块，当泵浦光分别从板条增益介质的两个侧面导入板条增益介质中时，逃逸泵浦光从板条增益介质侧面输出时极易进入端面泵浦激光模块中，对其内部的构件造成不可逆损伤，为降低损伤风险就需确保泵浦光的吸收尽可能充分，而输出的泵浦光的峰值波长易随制冷温度变化，因此通过动态控制泵浦制冷温度来动态调控泵浦光峰值波长，使板条增益介质充分吸收泵浦光，从而降低了逃逸泵浦光的损伤风险；
16、2、本专利技术的结构紧凑、简化光学元件、压缩成本；
17、3、本专利技术通过控制泵浦光的制冷温度，极大降低逃逸泵浦光的功率，达到双端泵浦在无隔离的状态下无损放大；
18、4、本专利技术可实现千赫兹、百皮秒、焦耳级及高光束质量的激光输出；
19、5、本专利技术通过实时温度监测，动态调整板条温度分布，提高激光光束质量；
20、6、本专利技术通过温度控制端面泵浦激光模块制冷，延长激光二极管阵列组件寿命的同时，提高了板条增益介质对泵浦光的吸收效率。
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1.一种基于温控的双端泵浦板条激光放大器，包括分别设置于板条热沉模块（3）两端的端面泵浦激光模块（1），泵浦光自所述端面泵浦激光模块（1）导入所述板条热沉模块（3）中的板条增益介质（3-4）内，激光自所述板条增益介质（3-4）的任一端面导入所述板条增益介质（3-4）内，其特征在于：所述端面泵浦激光模块（1）、所述板条热沉模块（3）均连接有温度探测组件和温控组件，所述温度探测组件包括用于监测所述端面泵浦激光模块（1）温度的温度探头一、用于监测所述板条增益介质（3-4）侧面的温度探头二、用于监测所述板条增益介质（3-4）顶面的温度探头三，所述温控组件包括用于调节所述端面泵浦激光模块（1）温度的水冷设备一、水冷设备四，还包括用于调节所述板条热沉模块（3）温度的水冷设备二、水冷设备三。
2.根据权利要求1所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述壳体内设置有泵浦光源构件，泵浦光从所述泵浦光源构件中射出再穿过泵浦整形透镜组（1-6），并通过波导（1-3）导入所述板条热沉模块（3）中。
3.根据权利要求2所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于
4.根据权利要求2所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述水冷设备四包括与所述泵浦光源构件连接的接线端水冷板（1-1）、设置于所述泵浦整形透镜组（1-6）和所述波导（1-3）之间的前端水冷板（1-2），所述接线端水冷板（1-1）、所述前端水冷板（1-2）均与所述壳体连接。
5.根据权利要求2或3所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述泵浦光源构件包括相连的激光二极管导流组件（1-4）、激光二极管阵列组件（1-5），所述激光二极管阵列组件（1-5）内设置有所述温度探头一，所述温度探头一与水冷设备一的控制系统一相连。
6.根据权利要求1-3任一项所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述板条增益介质（3-4）的两侧均设置有热沉微通道（3-3），所述热沉微通道（3-3）的外侧均设置有热沉导流块（3-6），所述热沉导流块（3-6）沿所述板条增益介质（3-4）的长度方向分别设置有两个热沉进水口（3-1）、一个热沉出水口（3-2），所述热沉出水口（3-2）设置于两个热沉进水口（3-1）之间。
7.根据权利要求5所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述热沉微通道（3-3）与所述板条增益介质（3-4）的接触面设置有凹槽（3-5），所述凹槽（3-5）内设置有所述温度探头二，所述温度探头二与水冷设备二的控制系统二相连。
8.根据权利要求5所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述板条增益介质（3-4）采用YAG+NG:YAG+YAG键合晶体，所述板条增益介质（3-4）的两端分别设置为斜面（3-7），所述激光自任意一端的所述斜面（3-7）中导入至所述板条增益介质（3-4）中。
9.根据权利要求5所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述板条热沉模块（3）的顶部与底部均设置有盖板组件（2），所述盖板组件（2）包括分别与所述热沉导流块（3-6）可拆卸连接的上盖板（2-1）、下盖板，所述上盖板（2-1）上设置有供所述温度探头三滑动的条形孔（2-3），所述下盖板与固定底座（4）相连。
10.根据权利要求9所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述条形孔（2-3）滑动配合有滑块（2-4），所述滑块（2-4）上连接有用于卡接所述温度探头三的固定槽（2-4-5），所述温度探头三与所述板条增益介质（3-4）的顶面接触，所述温度探头三与水冷设备三的控制系统三相连。
...【技术特征摘要】
1.一种基于温控的双端泵浦板条激光放大器，包括分别设置于板条热沉模块（3）两端的端面泵浦激光模块（1），泵浦光自所述端面泵浦激光模块（1）导入所述板条热沉模块（3）中的板条增益介质（3-4）内，激光自所述板条增益介质（3-4）的任一端面导入所述板条增益介质（3-4）内，其特征在于：所述端面泵浦激光模块（1）、所述板条热沉模块（3）均连接有温度探测组件和温控组件，所述温度探测组件包括用于监测所述端面泵浦激光模块（1）温度的温度探头一、用于监测所述板条增益介质（3-4）侧面的温度探头二、用于监测所述板条增益介质（3-4）顶面的温度探头三，所述温控组件包括用于调节所述端面泵浦激光模块（1）温度的水冷设备一、水冷设备四，还包括用于调节所述板条热沉模块（3）温度的水冷设备二、水冷设备三。
2.根据权利要求1所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述壳体内设置有泵浦光源构件，泵浦光从所述泵浦光源构件中射出再穿过泵浦整形透镜组（1-6），并通过波导（1-3）导入所述板条热沉模块（3）中。
3.根据权利要求2所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述泵浦整形透镜组（1-6）包括沿所述泵浦光的光路依次设置的柱凸透镜一、柱凸透镜二、柱凹透镜，所述柱凸透镜一、所述柱凸透镜二、所述柱凹透镜均与所述壳体可调连接，所述柱凸透镜一的曲面中心轴沿竖直方向设置，所述柱凸透镜二与所述柱凹透镜的曲面中心轴均沿水平方向设置。
4.根据权利要求2所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述水冷设备四包括与所述泵浦光源构件连接的接线端水冷板（1-1）、设置于所述泵浦整形透镜组（1-6）和所述波导（1-3）之间的前端水冷板（1-2），所述接线端水冷板（1-1）、所述前端水冷板（1-2）均与所述壳体连接。
5.根据权利要求2或3所述的基于温控的双端泵浦板条激光放大器，其特征在于：所述泵浦光源构件包括相连的激光二极管导流组件（1-4）、...
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