一種片狀激光放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高功率固體激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種片狀激光放大器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在高功率固體激光驅(qū)動器30多年的發(fā)展歷程中，激光驅(qū)動器技術(shù)得到了飛速的 發(fā)展，特別是在激光慣性約束聚變技術(shù)的激勵下，世界許多國家的重要單位和實驗室都對 各種規(guī)模和各種水平的超高功率激光驅(qū)動器進(jìn)行了大量研究，比如美國利弗莫爾實驗室、 法國里梅爾實驗室、日本大阪大學(xué)激光工程中心等。其中，美國利弗莫爾實驗室研制的高功 率激光驅(qū)動器代表了世界最高水平，從70年代開始先后建造了 Janus、Argus、Shiva、Nova 和NIF等固體激光器系統(tǒng)，大口徑片狀激光放大器取得了巨大發(fā)展。在這些激光驅(qū)動器中， 非常重要的一個模塊是片狀激光放大器，它主要解決裝置縱向能流傳遞轉(zhuǎn)換問題，是整個 驅(qū)動器的核心部分，其性能的好壞直接影響裝置的輸出能量和功率，對系統(tǒng)的總體性能有 著重要影響。
[0003] 衡量片狀放大器的重要參數(shù)有放大器尺寸、小信號增益系數(shù)、增益均勻性等，對放 大器尺寸影響較大的是放大器的栗浦源，目前常用的片狀激光放大器的栗浦源主要有氙燈 和激光二極管，激光二極管具有尺寸小、易于集成等優(yōu)勢，但由于工藝不成熟，激光二極管 的價格昂貴、均勻性難以做得很好，氙燈雖然體積大，但價格便宜，是目前片狀激光放大器 的主要選擇。
[0004] 由于片狀激光放大器需要高增益輸出，在高增益情況下，由于放大自發(fā)福射效應(yīng) 的存在，會導(dǎo)致激光放大器增益出現(xiàn)明顯的塌邊現(xiàn)象，使得激光經(jīng)過放大器后的波前畸變 明顯，影響了激光放大器的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種抑制增益塌邊效應(yīng)的片狀激光 放大器，該激光放大器結(jié)構(gòu)緊湊，小信號增益系數(shù)大，增益均勻性好。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] -種片狀激光放大器，包括片箱、燈箱和框架，所述片箱內(nèi)固定連接有增益介質(zhì)， 所述燈箱包括氙燈和隔板玻璃，所述片箱包括上端面、下端面、入射面、出射面和2個栗浦 面，所述燈箱為2個，分別為第一燈箱和第二燈箱，所述片箱固定連接在所述框架的中心， 所述第一燈箱和第二燈箱分別與所述片箱的2個栗浦面相對，所述燈箱與所述框架固定連 接，所述第一燈箱的氙燈和第二燈箱的氙燈沿激光主光路方向呈非對稱錯位排布。
[0008] 進(jìn)一步，所述增益介質(zhì)傾斜放置，增益介質(zhì)表面法線與入射激光的夾角為布儒斯 特角。
[0009] 進(jìn)一步，所述第一燈箱與增益介質(zhì)最靠近出射面的邊緣平齊，所述第二燈箱與增 益介質(zhì)最靠近入射面的邊緣平齊，增益介質(zhì)最靠近出射面的邊緣到第一燈箱的距離小于增 益介質(zhì)最靠近入射面的邊緣到第一燈箱的距離。
[0010] 進(jìn)一步，所述氙燈為9支，并且等間距排列。
[0011] 進(jìn)一步，6支所述氙燈串聯(lián)為一個放電回路，所述放電回路的工作電壓為 20. 9-23. IkV/回路，電容為349-385 y F/回路，電感為66. 5-73. 5 y H/回路，電阻為 93-103mQ/ 回路。
[0012] 進(jìn)一步，所述燈箱還包括第一反射器，除隔板玻璃所在的側(cè)面外，所述燈箱的內(nèi)側(cè) 面設(shè)有所述第一反射器。
[0013] 進(jìn)一步，所述第一反射器表面鍍有SiOJ莫層。
[0014] 進(jìn)一步，所述隔板玻璃的內(nèi)表面和外表面分別鍍有增透的寬帶化學(xué)膜。
[0015] 進(jìn)一步，所述片箱還包括壓框，所述壓框與增益介質(zhì)的端面固定連接，所述激光放 大器還包括第二反射器，所述第二反射器位于增益介質(zhì)和壓框之間。
[0016] 進(jìn)一步，所述激光放大器還包括2個端鏡，2個所述端鏡與所述框架固定連接， 2個所述端鏡分別與入射面和出射面相對，所述端鏡的表面法線與入射激光的夾角為 0.8-1. 2。。
[0017] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0018] 1、第一燈箱的氙燈和第二燈箱的氙燈呈非對稱錯位排布，提高了氙燈輻射光在增 益介質(zhì)表面分布的均勻性和氙燈的發(fā)光效率，同時抑制了高增益導(dǎo)致的增益塌邊現(xiàn)象，提 高了片狀放大器的增益均勻性；
[0019] 2、燈箱中除了隔板玻璃面的其余各面以及片箱的兩端面均設(shè)有反射器，增加了對 栗浦光的反射，使栗浦光最大程度的反射到增益介質(zhì)表面，提高了栗浦效率；
[0020] 3、反射器表面鍍有SiOJ莫層，具有保護(hù)其內(nèi)側(cè)的鍍銀層的作用，防止鍍銀層硫化 導(dǎo)致的反射率降低現(xiàn)象，保證了片狀激光放大器長期工作的穩(wěn)定性；
[0021] 4、通過燈箱與增益介質(zhì)之間位置的設(shè)置，以及反射板與增益介質(zhì)之間位置的設(shè) 置，使整個片狀激光放大器結(jié)構(gòu)更為緊湊，同時整個栗浦腔的傳輸效率提高10%以上；
[0022] 5、端鏡的表面法線與入射激光成微小夾角，2個端鏡呈"八"字分布，有效抑制了端 鏡剩余反射引起的自激振蕩，保證了整個片狀放大器的可靠運(yùn)行。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意爆炸圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明的片箱和燈箱俯視圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明的片箱結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明的端鏡排列示意圖。
[0027] 圖中：1一片箱，11一增益介質(zhì)，111一第一豎邊，112-第二豎邊，12-壓框，13-支 撐桿，2-第一燈箱，21-隔板玻璃，23-氙燈，3-第二燈箱，4一端鏡，41 一端鏡的法線，5- 端鏡，6-框架底座，7-第二反射器，8-入射激光。
【具體實施方式】
[0028] 為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合本發(fā)明的附圖，對 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在 沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0029] 實施例一：
[0030] 如圖1所示，一種片狀激光放大器，包括片箱1、2個燈箱、框架、端鏡4、端鏡5、第 二反射器7(圖中未示出），增益介質(zhì)11固定連接在片箱1內(nèi)，增益介質(zhì)11為片狀，片箱1 包括上端面、下端面、入射面、出射面和2個栗浦面，增益介質(zhì)11在片箱1內(nèi)傾斜設(shè)置，增益 介質(zhì)11表面法線與入射激光8的夾角為布儒斯特角。片箱1固定連接在框架的中心，2個 燈箱分別為第一燈箱2和第二燈箱3,第一燈箱2和第二燈箱3分別與片箱1的2個栗浦面 相對，燈箱與框架固定連接。端鏡4和端鏡5與所述框架固定連接，端鏡4與入射面相對， 端鏡5與出射面相對。燈箱包括氙燈23、第一反射器和隔板玻璃21，除隔板玻璃21所在的 側(cè)面外，燈箱的內(nèi)側(cè)面均設(shè)有第一反射器，第一反射器的鍍層為三層，由內(nèi)向外依次是：銅 膜層、銀膜層和SiOJ莫層。銅膜層厚度為10 y m，銀膜層厚度不低于40 y m，鍍層要求牢固， 以避免在強(qiáng)氙燈光輻照以及在燈箱維護(hù)等過程中脫落，鍍銀后表面拋光至鏡面，對鍍銀反 射器涂鍍SiOJ莫層，防止鍍銀層硫化導(dǎo)致反射率降低，隔板玻璃21的內(nèi)表面和外表面均鍍 有增透的寬帶化學(xué)膜，寬帶是指從紫外光到紅外光的光譜帶，使得氙燈光平均透過率大于 94%。第一反射器的設(shè)置增加了對氙燈光的反射，使得氙燈光最大程度地反射到增益介質(zhì) 11表面，從而提高了栗浦效率。本發(fā)明的片狀激光放大器為封閉裝置，框架的上表面設(shè)有氮 氣流入口，下表面設(shè)有氮?dú)饬鞒隹诤碗姎饨涌?，用于通入氮?dú)鈱υ鲆娼橘|(zhì)和整個激光放大 器進(jìn)行冷卻。對于框架，圖中只示出了框架底座6。
[0031] 如圖2所示，第一燈箱2的氙燈23和第二燈箱3的氙燈23沿激光主光路方向呈 非對稱錯位排布，第一燈箱2的氙燈23的中心位于對應(yīng)的第二燈箱3的兩個氙燈23的中 點(diǎn)處，第二燈箱3的氙燈23的中心位于對應(yīng)的第一燈箱2的兩個氙燈23的中點(diǎn)處，增益介 質(zhì)11包括第一豎邊11