[发明专利]一种谐振腔翻倍的再生放大器

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体而言，涉及一种谐振腔翻倍的再生放大器。

背景技术

超短超强脉冲激光器，具有脉宽窄，峰值功率高，波长可调谐等优点，在高速通信技术、高速摄影、光存储技术、激光核聚变、超精细加工、激光测距、雷达、生物学、激光光谱学、光电取样技术、深空探测等领域具有广泛的应用，对研究超高速现象及微观世界的规律性具有极大的意义。

一般情况下由直接通过锁模技术产生稳定的超短脉冲的重复频率为百兆赫兹，单脉冲为纳焦量级，功率较低，不能直接满足需求应用。为获得超强超短激光脉冲输出，需要对超短脉冲种子光进行放大。一般采用行波放大或再生放大以及两者结合的方法对超短脉冲种子光进行放大。由于超短脉冲种子光的单脉冲能量通常在纳焦量级，第一级放大通常利用再生放大器作为增益放大级。再生放大器可以从锁模脉冲序列中选出单个激光脉冲，使其在增益介质中往返若干次。经过多次的增益放大，放大器输出的单个激光脉冲的能量可以增大10⁶～10⁷倍，从而可将纳焦量级脉冲放大到毫焦量级。并且再生放大器具有谐振腔结构，放大后的脉冲具有好的光束质量。再生放大器输出的激光再经过后级放大器继续放大，使能量进一步的提高。

一般的再生放大器，为了避免脉冲开关的响应时间(通常3～7ns)的影响，以及保持锁模谐振腔的同步，再生放大腔的腔长一般比较长。谐振腔过长受环境影响比较敏感，谐振腔的稳定性较差，几何尺寸比较大，不利用激光器小型化发展。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种谐振腔翻倍的再生放大器，不改变谐振腔的光程腔长，缩短再生腔几何腔长，减少激光器体积，使超短脉冲种子光在再生放大腔中进行再生放大。

本发明提供了一种谐振腔翻倍的再生放大器，包括：

箱体，其右侧板上设有入射种子光进口和出射放大光出口；

光学组件，其设置在所述箱体内，包括光隔离器、再生谐振放大腔和45°全反镜；

其中，所述光隔离器包括在光路上依次设置的第一偏振片、法拉第旋转器及二分之一波片；

所述再生谐振放大腔包括第二偏振片、第一四分之一波片、第一0°全反镜、脉冲选择开关、第二0°全反镜、第三偏振片、第二四分之一波片、小孔光阑、LD泵浦激光晶体模块、第三四分之一波片、凸反镜；

入射种子光经过所述入射种子光进口依次经过所述光隔离器导入所述再生谐振放大腔中，导入所述再生谐振放大腔中的入射种子光在所述再生谐振放大腔中进行谐振放大，经所述第三四分之一波片补偿其退偏，所述凸反镜补偿热透镜效应，所述小孔光阑滤掉放大光的高阶模，确保入射种子放大光的光束质量，所述第三偏振片、所述第二四分之一波片、所述凸反镜和所述第二0°全反镜实现所述入射种子光在所述再生谐振放大腔内的光程增长，经所述脉冲选择开关控制，将放大的种子光导出所述再生谐振放大腔，经所述45°全反镜全反射后由所述的出射放大光出口输出；

所述第三偏振片、所述第二四分之一波片和所述凸反镜组成光程翻倍臂，所述入射种子光经所述第三偏振片反射，透过所述第二四分之一波片、所述小孔光阑、所述LD泵浦激光晶体模块和所述第三四分之一波片，经所述凸反镜反射，再次透过所述第二四分之一波片、所述小孔光阑、所述LD泵浦激光晶体模块和所述第三四分之一波片，所述第二四分之一波片改变入射种子放大光来往的偏振态，使所述入射种子放大光透过所述第三偏振片，经所述第二0°全反镜反射，再次透过所述第三偏振片，在所述第二四分之一波片、所述小孔光阑、所述LD泵浦激光晶体模块、所述第三四分之一波片和所述凸反镜再来回一次，改变偏振态，经所述第三偏振片反射。

作为本发明进一步的改进，所述脉冲选择开关由普克盒及普克盒高压驱动组成，入射种子光在所述的再生谐振腔放大时，通过调节所述第一四分之一波片及所述普克盒所加高压的时刻及高压宽度，控制入射种子光的谐振放大次数及输出入射种子光在所述再生谐振放大腔放大的时刻。

作为本发明进一步的改进，所述入射种子光与经过所述再生谐振放大腔的再生放大光形成180°角。

作为本发明进一步的改进，所述再生谐振放大腔的腔长是相邻锁模种子光脉冲间距对应腔长的整数倍，其中，倍数为选择所述锁模种子光脉冲通过所述再生谐振放大腔后再生放大输出的个数。