本實(shí)用新型涉及激光放大器，特別涉及一種新型高效高功率環(huán)形激光放大器。

背景技術(shù)：

繼MOPA（Master Oscillator Power Amplifier）技術(shù)之后，以多程放大為代表的新一代激光技術(shù)極大地推動(dòng)了高功率激光裝置的發(fā)展，但依然存在著許多問(wèn)題。第一，為充分提取介質(zhì)中的能量，對(duì)各級(jí)放大注入脈沖能量有著明確的要求；第二，為隔離ASE，多程放大裝置中通?？紤]離軸設(shè)計(jì)，降低了填充因子；第三，現(xiàn)有裝置中，通常使用變口徑、單脈沖單向傳輸放大，放大器儲(chǔ)能提取效率低；第四，全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜而冗長(zhǎng)，造價(jià)昂貴，維護(hù)成本高。

因此，需要提出一種新型的激光放大器構(gòu)型，解決現(xiàn)有激光放大器存在的諸多問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種新型的高功率激光環(huán)形放大構(gòu)型。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種新型高效高功率環(huán)形激光放大器，包括：

第一偏振反射鏡，用于接受注入的激光脈沖，透射該注入激光中脈沖垂直或水平線偏振光，反射水平或垂直線偏振光；

第一激光增益介質(zhì)，用于放大環(huán)形激光放大器中的激光脈沖；

第一電光開(kāi)關(guān)，用于轉(zhuǎn)換激光脈沖的線偏振方向；

第一空間濾波器，由第一透鏡、第二透鏡與一個(gè)位于兩個(gè)透鏡、之間的第一濾波孔闌組成，通過(guò)第一空間濾波器，用于濾除光束中的空間調(diào)制；

第二激光增益介質(zhì)，用于第一空間濾波器放大濾波后的激光脈沖；

第二偏振反射鏡，用于透射垂直或水平線偏振光，反射水平或垂直線偏振光；

波前校正器，用于校正環(huán)路內(nèi)激光脈沖的波前畸變；

第三偏振反射鏡，用于透射垂直或水平線偏振光，反射水平或垂直線偏振光；

第三激光增益介質(zhì)，用于放大環(huán)形激光放大器中的激光脈沖；

第二電光開(kāi)關(guān)，用于轉(zhuǎn)換激光脈沖的線偏振方向；

第二空間濾波器，由第三透鏡、第四透鏡與一個(gè)位于兩個(gè)透鏡、之間的第二濾波孔闌組成，通過(guò)第二空間濾波器，用于濾除光束中的空間調(diào)制；

第四激光增益介質(zhì)，用于放大第二空間濾波器濾波后的激光脈沖；

第四偏振反射鏡，用于透射垂直或水平線偏振光，反射水平或垂直線偏振光；

反射鏡，與四塊偏振反射鏡和波前校正器構(gòu)成環(huán)形光路，使兩個(gè)注入脈沖在相同條件下相向傳輸環(huán)形放大。

優(yōu)選的，所述第一、第二空間濾波器的像面與物面首尾相接。

優(yōu)選的，環(huán)形光路總長(zhǎng)度與入射脈沖脈寬相匹配。

優(yōu)選的，所述第一、第二電光開(kāi)關(guān)之間距離為環(huán)路有效光傳輸距離的一半。

優(yōu)選的，所述第一、第二電光開(kāi)關(guān)或使用普克爾盒，或使用其他偏振控制器件。

優(yōu)選的，所述第一、第二電光開(kāi)關(guān)其工作模式或使用升壓工作模式，或使用退壓工作模式。

優(yōu)選的，所述第一、第二、第三和第四偏振反射鏡或使用偏振反射鏡，或使用偏振分光鏡，或使用偏振片，或使用其他偏振元器件。

優(yōu)選的，所述第一、第二、第三和第四激光增益介質(zhì)適用于固體、液體、氣體等任何物態(tài)和性狀的透射型激光增益介質(zhì)以及泵浦源。

優(yōu)選的，所述第一、第二、第三和第四激光增益介質(zhì)根據(jù)輸出能力的要求或調(diào)整增益介質(zhì)的相關(guān)參數(shù)，例如增益、數(shù)量、長(zhǎng)度以及大小等，或調(diào)整位置。

優(yōu)選的，所述波前校正器或使用變形鏡，或由反射鏡替代，或使用其他反射式光學(xué)元件。

優(yōu)選的，所述反射鏡或使用反射鏡，或使用變形鏡，或使用其他反射式光學(xué)元件。

本實(shí)用新型專利的優(yōu)點(diǎn)是：

1.本實(shí)用新型專利實(shí)用新型了適用于任意透射型增益介質(zhì)的雙脈沖相向傳輸放大、同軸放大激光放大器構(gòu)型，有效提高了激光增益介質(zhì)儲(chǔ)能的提取效率；

2.本實(shí)用新型專利提出的放大構(gòu)型，原理上可以實(shí)現(xiàn)任意次數(shù)的環(huán)形放大，可以有效地控制輸出光束質(zhì)量，放寬對(duì)注入能量的限制；

3.本實(shí)用新型專利新型高效高功率環(huán)形激光放大器中的兩個(gè)空間濾波器，能夠有效地濾除光束中的空間調(diào)制，并且兩個(gè)空間濾波器的像面與物面首尾相接，可有效地抑制激光脈沖在腔內(nèi)傳輸?shù)难苌湫?yīng)，保持高光束質(zhì)量的放大；

4.本實(shí)用新型采用了環(huán)形結(jié)構(gòu)，使放大器結(jié)構(gòu)更加緊湊。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的新型高效高功率環(huán)形激光放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的新型高效高功率環(huán)形激光放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1-2中數(shù)字或字母所代表的相應(yīng)部件的名稱：

1、第一偏振反射鏡；2、第一激光增益介質(zhì)；3、第一電光開(kāi)關(guān)；4、第一透鏡；5、第一濾波孔闌；6、第二透鏡；7、第二激光增益介質(zhì)；8、第二偏振反射鏡；9、波前校正器；10、第三偏振反射鏡；11、第三激光增益介質(zhì)；12、第二電光開(kāi)關(guān)；13、第三透鏡；14、第二濾波孔闌；15、第四透鏡；16、第四激光增益介質(zhì)；17、第四偏振反射鏡；18、反射鏡；19、第一空間濾波器；20、第二空間濾波器。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例1提供了一種雙脈沖注入的環(huán)形激光放大器的放大方案，其可以在輸出能量最大的情況下，獲得最高放大介質(zhì)儲(chǔ)能提取效率。所述新型高效高功率環(huán)形激光放大器包括了4個(gè)偏振反射鏡、4個(gè)激光增益介質(zhì)、4個(gè)透鏡、2個(gè)濾波孔闌、2個(gè)電光開(kāi)關(guān)、1個(gè)波前校正器、1個(gè)反射鏡。

第一注入脈沖與第二注入脈沖分別由第一偏振反射鏡1與第四偏振反射鏡17同時(shí)注入至環(huán)形激光放大器。

其中第一注入脈沖由第一偏振反射鏡1注入，第一偏振反射鏡1用于透射垂直（或水平）線偏振光，反射水平（或垂直）線偏振光。垂直（或水平）線偏振光經(jīng)過(guò)第一偏振反射鏡1入射至第一激光增益介質(zhì)2，激光獲得了放大。放大后的垂直（或水平）線偏振光入射至第一電光開(kāi)關(guān)3，電光開(kāi)關(guān)工作，轉(zhuǎn)變其偏振態(tài)為。水平（或垂直）線偏振光入射至第一空間濾波器19，由兩個(gè)透鏡4、6與一個(gè)濾波孔闌5組成，通過(guò)第一空間濾波器19，將濾除光束中的空間調(diào)制。濾波后的激光入射至第二激光增益介質(zhì)7，激光獲得了放大。放大后的激光入射至第二偏振反射鏡8，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。激光反射至波前校正器9，校正環(huán)路內(nèi)激光脈沖的波面相位。校正后的光束反射至第三偏振反射鏡10，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。反射的激光入射至第三激光增益介質(zhì)11，激光獲得了放大。放大后的激光入射至第二電光開(kāi)關(guān)12，由于此時(shí)電光開(kāi)關(guān)不工作，所以并不改變光束的偏振態(tài)。激光入射至第二空間濾波器20，由兩個(gè)透鏡13、15與一個(gè)濾波孔闌14組成，通過(guò)第二濾波器，將濾除光束中的空間調(diào)制。濾波后的激光入射至第四激光增益介質(zhì)16，激光獲得了放大。放大后的激光入射至第四偏振反射鏡17，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。激光反射至反射鏡18，反射鏡與四塊偏振反射鏡和波前校正器構(gòu)成環(huán)路，使注入脈沖在環(huán)路中環(huán)形放大，其中，兩個(gè)空間濾波器的像面與物面首尾相接，可有效地抑制激光脈沖在腔內(nèi)傳輸?shù)难苌湫?yīng)，保持高光束質(zhì)量的放大。當(dāng)激光放大到一定程度時(shí)，激光由反射鏡18反射至第一偏振反射鏡1，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。反射后的激光經(jīng)過(guò)第一激光增益介質(zhì)2，入射至第一電光開(kāi)關(guān)3，此時(shí)電光開(kāi)關(guān)3工作，改變環(huán)路內(nèi)激光偏振態(tài)，再經(jīng)過(guò)第一空間濾波器19與第二激光增益介質(zhì)7，最后從第二偏振反射鏡8透射輸出。

其中第二注入脈沖由第四偏振反射鏡17注入，第四偏振反射鏡17用于透射垂直（或水平）線偏振光，反射水平（或垂直）線偏振光。垂直（或水平）線偏振光經(jīng)過(guò)第四偏振反射鏡17入射至第四激光增益介質(zhì)16，激光獲得了放大。放大后的垂直（或水平）線偏振光入射至第二空間濾波器20，由兩個(gè)透鏡13、15與一個(gè)濾波孔闌14組成，通過(guò)第二空間濾波器20，將濾除光束中的空間調(diào)制。垂直（或水平）線偏振光濾波后入射至第二電光開(kāi)關(guān)12，轉(zhuǎn)變其偏振態(tài)。水平（或垂直）線偏振光入射至第三激光增益介質(zhì)11，激光獲得了放大。放大后的激光入射第三偏振反射鏡10，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。激光反射至波前校正器9，校正環(huán)路內(nèi)激光脈沖的波面相位。校正后的光束反射至第二偏振反射鏡8，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。反射的激光入射至第二激光增益介質(zhì)7，激光獲得了放大。放大后的激光入射至第一空間濾波器19，由兩個(gè)透鏡4、6與一個(gè)濾波孔闌5組成，通過(guò)第一空間濾波器19，將濾除光束中的空間調(diào)制。濾波后的激光入射至第一電光開(kāi)關(guān)3，由于此時(shí)電光開(kāi)關(guān)不工作，所以并不改變光束的偏振態(tài)，其中。激光入射至第一激光增益介質(zhì)2，激光獲得了放大。放大后的激光入射至第一偏振反射鏡1，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。激光反射至反射鏡18，反射鏡與四塊偏振反射鏡和波前校正器構(gòu)成環(huán)路，使第一注入脈沖與第二注入脈沖在相同條件下相向傳輸環(huán)形放大，其中，兩個(gè)空間濾波器的像面與物面首尾相接，可有效地抑制激光脈沖在腔內(nèi)傳輸?shù)难苌湫?yīng)，保持高光束質(zhì)量的放大。當(dāng)激光放大到一定程度時(shí)，激光由反射鏡18反射至第四偏振反射鏡17，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。反射后的激光經(jīng)過(guò)第四激光增益介質(zhì)16，再經(jīng)過(guò)第二空間濾波器20入射至第二電光開(kāi)關(guān)12，此時(shí)電光開(kāi)關(guān)12工作，改變環(huán)路內(nèi)激光偏振態(tài)，再經(jīng)過(guò)第三激光增益介質(zhì)11，最后從第三偏振反射鏡10透射輸出。

實(shí)施例2

如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例2提供了一種單脈沖注入的環(huán)形激光放大器，其可以獲得最大能量輸出。所述環(huán)形激光放大器包括了4個(gè)偏振反射鏡、4個(gè)激光增益介質(zhì)、4個(gè)透鏡、2個(gè)濾波孔闌、2個(gè)電光開(kāi)關(guān)、1個(gè)波前校正器、一個(gè)反射鏡。

其中第一注入脈沖由第一偏振反射鏡1注入，第一偏振反射鏡1用于透射垂直（或水平）線偏振光，反射水平（或垂直）線偏振光。垂直（或水平）線偏振光經(jīng)過(guò)第一偏振反射鏡1入射至第一激光增益介質(zhì)2，激光獲得了放大。放大后的垂直（或水平）線偏振光入射至第一電光開(kāi)關(guān)3，電光開(kāi)關(guān)工作，轉(zhuǎn)變其偏振態(tài)為。水平（或垂直）線偏振光入射至第一空間濾波器19，由兩個(gè)透鏡4、6與一個(gè)濾波孔闌5組成，通過(guò)第一空間濾波器19，將濾除光束中的空間調(diào)制。濾波后的激光入射至第二激光增益介質(zhì)7，激光獲得了放大。放大后的激光入射至第二偏振反射鏡8，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。激光反射至波前校正器9，校正環(huán)路內(nèi)激光脈沖的波面相位。校正后的光束反射至第三偏振反射鏡10，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。反射的激光入射至第三激光增益介質(zhì)11，激光獲得了放大。放大后的激光入射至第二電光開(kāi)關(guān)12，由于此時(shí)電光開(kāi)關(guān)不工作，所以并不改變光束的偏振態(tài)。激光入射至第二空間濾波器20，由兩個(gè)透鏡13、15與一個(gè)濾波孔闌14組成，通過(guò)第二濾波器，將濾除光束中的空間調(diào)制。濾波后的激光入射至第四激光增益介質(zhì)16，激光獲得了放大。放大后的激光入射至第四偏振反射鏡17，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。激光反射至反射鏡18，反射鏡與四塊偏振反射鏡和波前校正器構(gòu)成環(huán)路，使注入脈沖在環(huán)路中環(huán)形放大，其中，兩個(gè)空間濾波器的像面與物面首尾相接，可有效地抑制激光脈沖在腔內(nèi)傳輸?shù)难苌湫?yīng)，保持高光束質(zhì)量的放大。當(dāng)激光放大到一定程度時(shí)，激光由反射鏡18反射至第一偏振反射鏡1，由于此時(shí)為水平（或垂直）線偏振光，激光被反射。反射后的激光經(jīng)過(guò)第一激光增益介質(zhì)2，入射至第一電光開(kāi)關(guān)3，此時(shí)電光開(kāi)關(guān)3工作，改變環(huán)路內(nèi)激光偏振態(tài)，再經(jīng)過(guò)第一空間濾波器19與第二激光增益介質(zhì)7，最后從第二偏振反射鏡8透射輸出。

具體實(shí)施時(shí)，所述第一、第二電光開(kāi)關(guān)或使用普克爾盒，或使用其他偏振控制器件。所述第一、第二電光開(kāi)關(guān)其工作模式或使用升壓工作模式，或使用退壓工作模式。所述第一、第二、第三和第四偏振反射鏡或使用偏振反射鏡，或使用偏振分光鏡，或使用偏振片，或使用其他偏振元器件。所述第一、第二、第三和第四激光增益介質(zhì)適用于固體、液體、氣體等任何物態(tài)和性狀的透射型激光增益介質(zhì)以及泵浦源。所述第一、第二、第三和第四激光增益介質(zhì)根據(jù)輸出能力的要求或調(diào)整增益介質(zhì)的相關(guān)參數(shù)，例如增益、數(shù)量、長(zhǎng)度以及大小等，或調(diào)整位置。所述波前校正器或使用變形鏡，或由反射鏡替代，或使用其他反射式光學(xué)元件。所述反射鏡或使用反射鏡，或使用變形鏡，或使用其他反射式光學(xué)元件。

上述兩個(gè)實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。