[发明专利]激光放大器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光放大器系统，其包括谐振腔和至少一种激光活化介质，所述谐振腔具有确定了沿着光轴传播的谐振腔辐射场的路线的光学谐振腔元件。

背景技术

此类型的激光放大器系统是传统激光放大器系统，其中激光放大器系统的构造方面的问题在于，对于谐振腔的构造来说，必须考虑激光活化介质的光学行为，因此，获得的谐振腔辐射场始终依赖于激光活化介质的光学行为。

具体地讲，当激光活化介质的光学行为变化时，获得的谐振腔辐射场也将变化，因此谐振腔的构造必须适应激光活化介质的变化的光学性质。

发明内容

因此，本发明的目的在于改善开始所描述类型的激光放大器系统，使得能够简化谐振腔的构造。

这一目的将根据本发明在开始所描述类型的激光放大器系统中实现，其中谐振腔被设计为开口谐振腔(split resonator)，并具有从第一虚拟分离面延伸的第一谐振腔部分和从第二虚拟分离面延伸的第二谐振腔部分，所述谐振腔部分的尺度被光学地设计为使得在虚拟分离面中的每一个中，所述谐振腔辐射场具有对应于相同谐振腔模式的辐射场状态，光学独立于所述谐振腔的放大单元设置在第一和所述第二虚拟分离面之间，该放大单元包括至少一个激光活化介质，并以相对于谐振腔模式的中立方式耦合对应于相同谐振腔模式的辐射场状态。

可以看出，根据本发明的方案的优点在于放大单元光学独立于谐振腔，因此，谐振腔的尺度设计以及谐振腔模式的确定可独立于放大单元的光学性质。

同时，可独立于谐振腔构造并操作放大单元，使得对于放大单元来说，可同样地独立于谐振腔来进行尺度设计。

一个尤其有利的方案使得所述放大单元包括至少一个放大器模块，其中所述至少一个激光活化介质设置在所述放大器模块中。

在这一方面，所述至少一个放大器模块可以最多变化的方式进行设计。其可被构造为其与放大单元的所有剩余光学元件一起以相对于谐振腔模式的中立方式工作。

尤其有利的是，所述至少一个放大器模块以相对于谐振腔模式的光学中立方式作用，使得放大器模块形成单元，该单元可优选地以可扩展(scalable)方式布置在放大单元中，即，在放大单元中布置多次。

为了使放大单元一起以相对于谐振腔模式的中立方式作用，优选的是，以相对于谐振腔模式的中立方式作用的至少一个放大器模块以光学中立方式耦合到虚拟分离面。

一个尤其有利的方案使得每一放大器模块在第一虚拟模块端面和第二虚拟模块端面之间延伸，并且其尺度被光学地设计为在激光放大器系统以预定功率范围内的至少平均功率运行期间，其在至少一个中心区域中以保持强度分布形状的方式将表示一个模块端面中放大器模块辐射场的辐射场状态的强度分布变换至另一模块端面，并且第一个模块端面耦合至第一分离面，第二个模块端面耦合至第二分离面。

因此，此方案确保放大器模块执行两个模块端面之间辐射场状态的变换，而不会由于保持强度分布形状的变换导致不利地影响谐振腔模式。

另外，优选的是，至少在所述中心区域中，在模块端面的由于成像而分别彼此关联的位置中，归一化至其最大值的强度分布的强度值彼此偏离最大达所述最大值的20％，其中这些强度值表示单个辐射场状态值。

作为这一条件的结果，优选确定强度分布的单个强度值彼此仅具有有限的变化，因此谐振腔模式不会经历任何基础的改变。

优选的是，至少在中心区域中，在模块端面的由于成像而分别彼此关联的位置中，表示单个辐射场状态值的强度分布的强度值彼此偏离最大达所述最大值的15％。

更佳的是，至少在中心区域中，在模块端面的由于成像而分别彼此关联的位置中，表示单个辐射场状态值的强度分布的强度值彼此偏离最大达所述最大值的10％，甚至更有利的是，至少在中心区域中，在模块端面的由于成像而分别彼此关联的位置中，表示单个辐射场状态值的强度分布的强度值彼此偏离最大达所述最大值的5％。

单个位置由于成像而关联的概念应理解为在准确成像的情况下，单个位置彼此清晰关联，在失焦成像的情况下，关联变为：在一个模块端面的位置的失焦图像在另一模块端面中的情况下，该位置的失焦图像的中心点将被视为关联的位置。

尤其有利的是，所述至少一个放大器模块本质上以保持强度分布形状的方式将一个虚拟模块端面中的归一化至其最大值的强度分布变换至另一虚拟模块端面。