本發(fā)明專利技術(shù)提供一種應(yīng)用于端泵激光放大器的多程放大裝置，所述端泵激光放大器包括激光工作介質(zhì)，其靠近泵浦源的一側(cè)鍍有反射膜，該反射膜反射所述需被放大的激光；該多程放大裝置包括：第一環(huán)路結(jié)構(gòu)，用于接收來自反射膜的激光，并將激光反射回反射膜；第二環(huán)路結(jié)構(gòu)，用于接收來自第一環(huán)路結(jié)構(gòu)經(jīng)反射膜反射的激光，并將激光反射回反射膜；和反射結(jié)構(gòu)，用于接收來自第二環(huán)路結(jié)構(gòu)經(jīng)反射膜反射的激光，并將該激光按照入射方向的反方向反射回激光工作介質(zhì)；其中，所述反射膜的法向量與第一方向之間存在不為零的夾角；所述需被放大的激光的入射方向?yàn)榈谝环较颉Ｔ搼?yīng)用于端泵激光放大器的多程放大裝置能夠提高泵浦源泵浦激光工作介質(zhì)釋放出的能量的利用率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及激光放大器領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于端泵激光放大器的多程放大裝置。
技術(shù)介紹
隨著激光技術(shù)的發(fā)展，人們對激光器輸出能量的要求越來越高，同時激光裝置逐漸向結(jié)構(gòu)緊湊的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的端泵放大器結(jié)構(gòu)如圖I所示，由于激光工作介質(zhì)靠近泵浦源的一側(cè)鍍有與需被放大的激光波長相同的反射膜，需被放大的激光兩次經(jīng)過工作介質(zhì)，稱激光在激光工作介質(zhì)內(nèi)部走“兩程”。其缺點(diǎn)是，沒有充分利用泵浦源泵浦激光工作介質(zhì)釋放出的能量，能量利用率低。如果要使需被放大的激光輸出更高的能量，只有在下級放大器中增加類似結(jié)構(gòu)，這樣使激光放大器整體的空間增加，不利于激光放大器向小型化的趨勢發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種應(yīng)用于端泵激光放大器的多程放大裝置，提高泵浦源泵浦激光工作介質(zhì)釋放出的能量的利用率。根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供一種應(yīng)用于端泵激光放大器的多程放大裝置，所述端泵激光放大器包括激光工作介質(zhì)，其靠近泵浦源的一側(cè)鍍有反射膜，該反射膜反射所述需被放大的激光；該多程放大裝置包括第一環(huán)路結(jié)構(gòu)，用于接收來自反射膜的激光，并將激光反射回反射膜；第二環(huán)路結(jié)構(gòu)，用于接收來自第一環(huán)路結(jié)構(gòu)經(jīng)反射膜反射的激光，并將激光反射回反射膜；和反射結(jié)構(gòu)，用于接收來自第二環(huán)路結(jié)構(gòu)經(jīng)反射膜反射的激光，并將該激光按照入射方向的反方向反射回激光工作介質(zhì)；其中，所述反射膜的法向量與第一方向之間存在不為零的夾角；所述需被放大的激光的入射方向?yàn)榈谝环较颉？蛇x的，所述環(huán)路結(jié)構(gòu)包括兩塊反射鏡，所述反射結(jié)構(gòu)包括一塊反射鏡。可選的，所述第一環(huán)路結(jié)構(gòu)內(nèi)的兩塊反射鏡分別為第一反射鏡和第二反射鏡，所述第二環(huán)路結(jié)構(gòu)內(nèi)的兩塊反射鏡分別為第三反射鏡和第四反射鏡，所述反射結(jié)構(gòu)內(nèi)的反射鏡為第五反射鏡；所述第一反射鏡用于接收來自反射膜的激光，并將該激光反射到第二反射鏡；所述第二反射鏡用于接收來自第一反射鏡的激光，并將該激光反射到反射膜；所述反射膜還用于將激光再次反射到第三反射鏡；所述第三反射鏡用于接收來自反射膜的激光，并將該激光反射到第四反射鏡；所述第四反射鏡用于接收來自第三反射鏡的激光，并將該激光反射到反射膜；所述反射膜還用于將激光再次反射到第五反射鏡；所述第五反射鏡用于接收來自反射膜的激光，并將該激光反射到反射膜。 可選的，所述環(huán)路結(jié)構(gòu)內(nèi)的兩塊反射鏡設(shè)置成在二者之間反射的激光行進(jìn)方向?yàn)榈诙较颍摰诙较蚺c所述第一方向垂直；第i環(huán)路結(jié)構(gòu)中的反射鏡與第二方向的夾角Y為Y = 45° +iX Θ反射結(jié)構(gòu)中的反射鏡與第二方向的夾角P為P = 2 θ X (1+1) 其中，Θ表示所述反射膜的法向量與第一方向之間的夾角，I表示環(huán)路結(jié)構(gòu)數(shù)量。可選的，所述夾角Θ為4° 8°。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)優(yōu)點(diǎn)包括(I)可充分利用泵浦源泵浦激光工作介質(zhì)釋放出的能量，提高能量利用率；(2)本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)緊湊，利于激光放大器向小型化的趨勢發(fā)展；(3)利于本專利技術(shù)裝置通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，激光器輸出的能量非常穩(wěn)定。附圖說明圖I是現(xiàn)有技術(shù)中的端泵放大器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)一個實(shí)施例中提供的端泵放大器多程放大裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)另一個實(shí)施例中提供的不包括環(huán)路結(jié)構(gòu)的端泵放大器多程放大裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本專利技術(shù)另一個實(shí)施例中提供的包括一個環(huán)路結(jié)構(gòu)的端泵放大器多程放大裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5a是圖4所示的實(shí)施例的一個具體的例子，其中激光工作介質(zhì)沿垂直方向的傾斜角度為5° ；圖5b是圖5a的簡圖；圖6是本專利技術(shù)另一個實(shí)施例中提供的包括兩個環(huán)路結(jié)構(gòu)的端泵放大器多程放大裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7a是圖6所示的實(shí)施例的一個具體的例子，激光工作介質(zhì)沿垂直方向的傾斜角度為5。；圖7b是圖6所示的實(shí)施例的角度分析示意圖。具體實(shí)施例方式為了使本專利技術(shù)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，對本專利技術(shù)進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，專利技術(shù)人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，可以通過使需要放大的激光多次經(jīng)過激光工作介質(zhì)，來達(dá)到提高能量利用率的目的。基于上述分析，根據(jù)本專利技術(shù)一個實(shí)施例，提供一種多程放大裝置。如圖2所示，該裝置包括激光工作介質(zhì)201，其靠近泵浦源的一側(cè)鍍有與需被放大的激光波長相同的反射膜 202 ；環(huán)路結(jié)構(gòu)203，接收來自反射膜202的激光，并將激光反射回激光工作介質(zhì)201，然后激光經(jīng)反射膜202后，將不再進(jìn)入該環(huán)路結(jié)構(gòu)203 ；反射結(jié)構(gòu)204，接收來自反射膜202的激光，并將激光按照入射方向的反方向反射回激光工作介質(zhì)201。激光經(jīng)過反射結(jié)構(gòu)之后，將按照原路返回，并最終按照初始方向的反方向離開裝置。首先，為便于說明，以激光初次入射方向?yàn)樗椒较颍云矫鎯?nèi)垂直于該水平方向的方向?yàn)榇怪狈较颉Ｆ渲校す夤ぷ鹘橘|(zhì)201與入射的需被放大的激光不再如圖I所示垂直放置，激光工作介質(zhì)201沿垂直方向傾斜小角度Θ (例如O. 1° 25°，優(yōu)選1° 15°，更優(yōu)選4° 8° )放置，該Θ角在圖中標(biāo)記為夾角。其中，環(huán)路結(jié)構(gòu)203可以有一個或多個。前一個環(huán)路結(jié)構(gòu)203出射的激光經(jīng)過反射膜202反射后，進(jìn)入下一個環(huán)路結(jié)構(gòu)203，直到進(jìn)入反射結(jié)構(gòu)204。根據(jù)本專利技術(shù)另一個實(shí)施例，提供一種多程放大裝置，其中不包括環(huán)路結(jié)構(gòu)。如圖3所示，該多程放大裝置包括激光工作介質(zhì)501，其靠近泵浦源的一側(cè)鍍有與需被放大的激光波長相同的反射膜502 ;激光工作介質(zhì)501與入射的需被放大的激光不再如圖I所示垂直放置，激光工作介質(zhì)501沿垂直方向傾斜小角度放置；和反射鏡503，用于使得入射的需被放大的激光多次經(jīng)過激光工作介質(zhì)501，并在放大后沿入射方向的反方向返回。為方便理解光路，在圖3中，以虛線標(biāo)記的①②表示前半段的光路，后半段的光路沿原路返回。具體過程如下I)入射的需被放大的激光進(jìn)入激光工作介質(zhì)501，放大第I程；2)由于激光工作介質(zhì)501鍍有反射膜502，需被放大的激光被反射，放大第2程；3)由于激光工作介質(zhì)501沿垂直方向傾斜，被反射的需被放大的激光不再按原路返回，而是入射到反射鏡503上(入射光線與反射鏡503的法線的夾角為0° )，再經(jīng)反射鏡I反射，再次進(jìn)入激光工作介質(zhì)，放大第3程；4)經(jīng)激光工作介質(zhì)的反射膜502反射，放大第4程；最后，放大后的激光沿最初入射方向的反方向返回。經(jīng)過上述光路過程，入射的需被放大的激光4次經(jīng)過激光工作介質(zhì)，即四程放大。 如果激光工作介質(zhì)沿垂直方向的傾斜角度為5°，則反射鏡與垂直方向的夾角為10。。根據(jù)本專利技術(shù)另一個實(shí)施例，提供一種多程放大裝置，其中包括一個環(huán)路結(jié)構(gòu)。如圖4所示，該多程放大裝置包括激光工作介質(zhì)，其靠近泵浦源的一側(cè)鍍有與需被放大的激光波長相同的反射膜；激光工作介質(zhì)與入射的需被放大的激光不再如圖I所示垂直放置，激光工作介質(zhì)沿垂直方向傾斜小角度(例如，4° 8°，采用較小的角度是因?yàn)橐紤]泵浦光和激光工作介質(zhì)的角度)放置；和在光路中依次放置的反射鏡I、反射鏡2、反射鏡3，用于使得入射的需被放大的激光多次經(jīng)過激光工作介質(zhì)，并在放大后沿入射方向的反方向返回。為方便理解光路，在圖4中，以虛線標(biāo)記的①②③④⑤表示前半段的光路，后半段的光路沿原路返回。具體過程如下I)入射的需被放大的激光進(jìn)入激光工作介質(zhì)，放大第I程；2)由于激光工作介質(zhì)鍍有反射膜，需被放大的激光被反射，放本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種應(yīng)用于端泵激光放大器的多程放大裝置，所述端泵激光放大器包括激光工作介質(zhì)，其靠近泵浦源的一側(cè)鍍有反射膜，該反射膜反射所述需被放大的激光； 該多程放大裝置包括 第一環(huán)路結(jié)構(gòu)，用于接收來自反射膜的激光，并將激光反射回反射膜； 第二環(huán)路結(jié)構(gòu)，用于接收來自第一環(huán)路結(jié)構(gòu)經(jīng)反射膜反射的激光，并將激光反射回反射膜；和 反射結(jié)構(gòu)，用于接收來自第二環(huán)路結(jié)構(gòu)經(jīng)反射膜反射的激光，并將該激光按照入射方向的反方向反射回激光工作介質(zhì)； 其中，所述反射膜的法向量與第一方向之間存在不為零的夾角；所述需被放大的激光的入射方向?yàn)榈谝环较颉?.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多程放大裝置，其中，所述環(huán)路結(jié)構(gòu)包括兩塊反射鏡，所述反射結(jié)構(gòu)包括一塊反射鏡。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多程放大裝置，其中， 所述第一環(huán)路結(jié)構(gòu)內(nèi)的兩塊反射鏡分別為第一反射鏡和第二反射鏡，所述第二環(huán)路結(jié)構(gòu)內(nèi)的兩塊反射鏡分別為第三反射鏡和第四反射鏡，所述反射結(jié)構(gòu)內(nèi)的反射鏡為第五反射鏡; 所述第一反射鏡用于接收來...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樊仲維，邱基斯，唐熊忻，
申請(專利權(quán))人：北京國科世紀(jì)激光技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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