一种空间滤波器及采用该空间滤波器的激光放大装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种空间滤波器，沿纵轴延伸，其具有第一窗口片和第二窗口片，激光束从第一窗口片入射并从第二窗口片透射出空间滤波器，其中至少第一窗口片和第二窗口片之一与所述纵轴非垂直。本发明专利技术还提供一种具有上述空间滤波器的激光放大装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学领域，尤其涉及一种空间滤波器及采用该空间滤波器的激光放大装置，尤其是高増益多程激光放大装置。
技术介绍
对于多程激光放大装置，其一般包括空间滤波器、激光放大器以及反射镜。图I中为现有技术激光放大装置中的光路的示意图。在高能量激光系统中，空间滤波器是其中关 键的技术单元之一，其光学结构比较简单，由一对共焦正透镜和在公共焦点处的ー个小孔光阑组成。空间滤波器承担着消除激光束中的高频调制，抑制后续主放大器中的小尺度自聚焦效应，对光束进行像传递的任务。通过空间滤波器实现像传递，可减少衍射效应，从而提高光束质量。此外，空间滤波器还被用来扩大光束口径，将能量逐级变高的激光束的能量密度控制在光学破坏阈值之下。同时，空间滤波器的小孔光阑还具有一定的光隔离能力，有利于抑制自激振汤和反向激光束。传统的空间滤波器中窗ロ片按图I所示放置，窗ロ片与空间滤波器的轴线垂直，这样放置的缺点是，因为窗ロ片的透射率不可能达到100%，总会有ー些残余的反射，当入射激光束沿着空间滤波器的轴线传播时，空间滤波器的两个窗ロ片分别与激光放大器后的反射镜形成谐振腔，激光光束在空间滤波器的窗ロ片与激光放大器后的反射镜之间来回反射,产生自激振荡。在高増益多程激光放大装置中，自激振荡消耗了大量的反转粒子，当激光再次通过激光介质时，会出现激光介质中反转粒子数变少而出现增益不够的情況。由于自激振荡的出现，该激光放大装置内就会出现大能量的原本不需要的激光，这会对激光放大装置以及所在系统的ー些光学器件带来毁灭性损伤，可能会使整个激光放大装置受到毁灭性损伤。尤其对高增益的多程激光放大系统，这种现象带来的损害更大，使得该激光放大装置可靠性较低。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供ー种空间滤波器，可消除空间滤波器所在的激光放大装置中的自激振荡。本专利技术提供ー种空间滤波器，沿纵轴延伸，其具有第一窗ロ片和第二窗ロ片，激光束从第一窗ロ片入射并从第二窗ロ片透射出空间滤波器，其中至少第一窗ロ片和第二窗ロ片之一与所述纵轴非垂直。根据本专利技术提供的空间滤波器，其中第一窗ロ片与第二窗ロ片均与所述纵轴非垂直。根据本专利技术提供的空间滤波器，其中第一窗ロ片的法线与第二窗ロ片的法线在同一平面内。根据本专利技术提供的空间滤波器，其中第一窗ロ片的法线与第二窗ロ片的法线在不同的平面内。根据本专利技术提供的空间滤波器，其中第一窗ロ片的法线与第二窗ロ片的法线向不同的方向傾斜。根据本专利技术提供的空间滤波器，其中第一窗ロ片的法线与第二窗ロ片的法线向相同的方向傾斜。根据本专利技术提供的空间滤波器，其中第一窗ロ片与所述纵轴之间的夹角以及第ニ窗ロ片与所述纵轴之间的夹角被设置为使第一或第二窗ロ片的剰余反射形成的反射激光束不会入射到另ー个窗ロ片上。 根据本专利技术提供的空间滤波器，其中第一窗ロ片与所述纵轴之间的夹角Θ满足tan2 9彡d/1，或者第二窗ロ片与所述纵轴之间的夹角α满足tan2 α彡d/1，或者同时满足tan2 Θ彡d/l、tan2a彡d/Ι，其中I为空间滤波器的长度，d为空间滤波器的口径。本专利技术还提供ー种具有上述空间滤波器的激光放大装置。本专利技术在空间滤波器中采用了非垂直的窗ロ片，可有效地避免激光自激振荡的形成，且操作容易、极易实现。附图说明以下參照附图对本专利技术实施例作进ー步说明，其中图I为现有技术中的激光放大装置的结构示意图；图2为根据本专利技术的实施例I的空间滤波器的结构示意图；图3为根据本专利技术的实施例2的空间滤波器的结构示意图；图4为根据本专利技术的实施例3的空间滤波器的结构示意图；图5为根据本专利技术的实施例4的空间滤波器的结构示意图；图6为根据本专利技术的实施例5的空间滤波器的结构示意图；图7为根据本专利技术的又一实施例的空间滤波器的结构示意图。具体实施例方式实施例I本实施例提供一种空间滤波器1，其结构如图2所示，该空间滤波器I为沿纵轴A延伸的棒状，其具有窗ロ片SI (入射窗ロ片)和S2 (出射窗ロ片)，其中窗ロ片SI垂直于纵轴A，即窗ロ片SI的法线与纵轴A平行，而窗ロ片S2与纵轴A非垂直，即窗ロ片S2的法线N与纵轴A呈ー夹角Θ (0° < Θ <90° )，其中该图2为沿着窗ロ片S2的法线N与纵轴A所在的平面切割该空间滤波器I而得到的截面示意图。从图2中可知，当入射激光束L垂直于窗ロ片SI地入射到空间滤波器中后，入射激光束L沿纵轴A方向传播并从窗ロ片S2射出，最后入射到与纵轴A垂直的反射镜R上，在入射到反射镜R之前，还像图I中所示的那样经过了激光晶体，因为激光晶体不改变激光束的方向，因此为了清晰起见在图2中省略了激光放大器。入射激光束L在被反射镜R反射后成为反射激光束Lrl，反射激光束Lrl原路返回并入射到窗ロ片S2上，由于窗ロ片S2的剰余反射而形成反射激光束Lr2，因为窗ロ片S2的法线N与纵轴A之间具有夹角Θ，因此反射激光束Lr2与反射激光束Lrl之间具有夹角2 Θ，而并不是原路返回，因此不会在空间滤波器I的出射窗ロ片与反射镜之间来回振荡，从而有效地避免了激光自激振荡的形成。实施例2本实施例提供一种空间滤波器2，其结构如图3所示，该空间滤波器2为沿纵轴A延伸的棒状，其具有窗ロ片SI (入射窗ロ片)和S2 (出射窗ロ片)，其中窗ロ片S2垂直于纵轴A，即窗ロ片S2的法线与纵轴A平行，而窗ロ片SI与纵轴A非垂直，即窗ロ片SI的法线N与纵轴A呈ー夹角Θ (0° < Θ <90° )，其中该图3为沿着窗ロ片SI的法线N与纵轴A所在的平面切割该空间滤波器2而得到的截面示意图。从图3中可知，当入射激光束L平行于纵轴A地入射到空间滤波器中后，入射激光 束L沿纵轴A方向传播并从窗ロ片S2射出，最后入射到与纵轴A垂直的反射镜R上，在入射到反射镜R之前，还像图I中所示的那样经过了激光晶体，因为激光晶体不改变激光束的方向，因此为了清晰起见在图3中省略了激光放大器。入射激光束L在被反射镜R反射后成为反射激光束Lrl，反射激光束Lrl原路返回并透过窗ロ片S2而入射到窗ロ片SI上，由于窗ロ片SI的剰余反射而形成反射激光束Lr2，因为窗ロ片SI的法线N与纵轴A之间具有夹角Θ，因此反射激光束Lr2与反射激光束Lrl之间具有夹角2 Θ，而并不是原路返回，因此不会在空间滤波器I的入射窗ロ片与反射镜之间来回振荡，从而有效地避免了激光自激振荡的形成。实施例3本实施例提供一种空间滤波器3，其结构如图4所示，该空间滤波器3为沿纵轴A延伸的棒状，其具有窗ロ片SI (入射窗ロ片)和S2 (出射窗ロ片)，其中窗ロ片SI和SI均与纵轴A非垂直，窗ロ片SI的法线NI与纵轴A呈ー夹角Θ (0° < Θ <90° )，窗ロ片S2的法线N2与纵轴A呈ー夹角α (0° < α <90° )，其中窗ロ片SI的法线NI、窗ロ片S2的法线N2在同一平面上，其中该图4为沿着法线NI、法线N2、纵轴A所在的平面切割该空间滤波器3而得到的截面示意图。从图4中可知，当入射激光束L平行于纵轴A地入射到空间滤波器中后，入射激光束L沿纵轴A方向传播并从窗ロ片S2射出，最后入射到与纵轴A垂直的反射镜R上，在入射到反射镜R之前，还像图I中所示的那样经过了激光晶体，因为激光晶体不改变激光束的方向，因此为了清晰起见在图4中省略了激光放大器。入射激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间滤波器，沿纵轴延伸，其具有第一窗口片和第二窗口片，激光束从第一窗口片入射并从第二窗口片透射出空间滤波器，其中至少第一窗口片和第二窗口片之一与所述纵轴非垂直。2.根据权利要求I所述的空间滤波器，其中第一窗口片与第二窗口片均与所述纵轴非垂直。3.根据权利要求2所述的空间滤波器，其中第一窗口片的法线与第二窗口片的法线在同一平面内。4.根据权利要求2所述的空间滤波器，其中第一窗口片的法线与第二窗口片的法线在不同的平面内。5.根据权利要求3所述的空间滤波器，其中第一窗口片的法线与第二窗口片的法线向不同的方向倾斜。6.根据权利要求3所述的空间滤波器，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱基斯，樊仲维，唐熊忻，
申请(专利权)人：北京国科世纪激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：