[发明专利]一种激光放大器

说明书

本发明提供了一种激光放大器，属于激光器械技术领域。它解决了现有的激光放大器光的转换效率低的问题。本激光放大器，包括种子光源、泵浦源和增益模块，增益模块包括盒体，盒体内设有若干依次平行排列的激光增益晶体和冷却液，各激光增益晶体均位于冷却液中，种子光源与第一个激光增益晶体的一端面相对，激光增益晶体的折射率大于冷却液的折射率，种子光源发射出的种子激光从激光增益晶体的端面入射且能在激光增益晶体内实现全反射，并沿激光增益晶体的长度方向从另一个端面出射，相邻的激光增益晶体之间还设有成像模块。本激光放大器的激光不会通过流场产生波前畸变，不会在传播过程中产生界面耗损，增益的路径更长，光转换的效率高。

技术领域

本发明属于激光器械技术领域，涉及一种激光放大器。

背景技术

采用主振荡功率放大(MOPA)系统—主振荡器输出低功率高光束质量的激光，通过功率放大器最终获得高功率的激光输出，是实现高功率高光束质量激光输出的有效途径之一。

在大口径激光器中，例如板条或者薄片作为增益介质的激光器中，大口径增益介质通常焊接在冷却器上，增益介质与冷却器一同构成增益介质模块。要获得高功率激光输出，通常仅采用一级放大是远远不够的，而每增加一片激光增益介质，都需要增加与其对应的一整套冷却器设备，即一个增益模块，因此随着激光器功率的增加，整个MOPA系统将会变得十分庞大。

为此，美国专利申请(申请号：US7366211B2)公开了一种激光放大器，包括种子光源、泵浦源和增益模块，增益模块包括内设有冷却液的冷却盒体和多片激光增益晶体，多片激光增益晶体浸入在冷却液中，冷却液直接流过激光增益晶体表面实现对激光增益晶体的冷却，由于仅需一个冷却盒体就能实现对多片激光增益晶体的冷却，使得激光器的体积变得紧凑、小巧。

但上述的激光放大器仍存在以下缺陷：1、由于种子光源发射的种子激光需要经过各激光增益晶体进行多级增益放大，因此种子激光是沿多片激光增益晶体的分布方向入射的，种子激光需要穿过冷却液，而冷却液在对激光增益晶体冷却的过程中会受热，因此会造成激光的波前畸变，从而影响光的转换效率。2、由于冷却液和增益介质折射率的差异，因此种子激光在从固体的激光增益晶体中进入到流体的冷却液中、以及从流体的冷却液中进入到固体的激光增益晶体中的流固界面的传播过程中，造成的界面损耗较大，从而影响光的转换效率。3、种子激光垂直通过整个冷却盒体，形成的增益路径较短，光的转换效率较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种激光放大器，本发明所要解决的技术问题是：如何提高光的转换效率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种激光放大器，包括种子光源、泵浦源和增益模块，所述增益模块包括盒体，所述盒体内设有若干呈长板状且依次平行排列的激光增益晶体，所述盒体内还设有能够循环流动的冷却液，各激光增益晶体均位于所述冷却液中,其特征在于，所述种子光源与第一个激光增益晶体的一端面相对，所述激光增益晶体的折射率大于冷却液的折射率，所述种子光源发射出的种子激光从激光增益晶体的端面入射且能在激光增益晶体内实现全反射，并沿激光增益晶体的长度方向从另一个端面出射，相邻的激光增益晶体之间还设有能够将从上一个激光增益晶体中出射的激光反射到下一个激光增益晶体中实现全反射的成像模块。

本激光放大器，将多个激光增益晶体浸入在冷却液中，冷却液流过激光增益晶体的两个板面进行冷却，从而仅需一个冷却盒体就能实现对多片激光增益晶体的冷却，结构紧凑。激光增益晶体的折射率大于冷却液的折射率，即激光增益晶体为光密介质，冷却液为光疏介质，种子光源发射出的种子激光从激光增益晶体的端面入射且能在激光增益晶体内实现全反射，沿激光增益晶体的长度方向从另一个端面出射，并通过成像模块的作用反射到下一个激光增益晶体中，依次重复全反射。即种子激光不会通过冷却液，激光不会受到冷却液流场的影响产生波前畸变。同时激光的传播全部在激光增益晶体中进行，也不用再经过流固界面的传播，不会在传播过程中产生界面耗损，提高了光转换的效率。而且激光沿着激光增益晶体的长度方向传播并在激光增益晶体中走全反射折线路径，增益的路径更长，进一步提高了光转换的效率。