[发明专利]环形多程激光放大装置

说明书

一种环形多程激光放大装置，其构成包括：扩束器、软边光阑、第一偏振分光棱镜、电光开光、第二偏振分光棱镜、第一空间滤波器系统、第一45度全反镜、第二45度全反镜、第一激光放大模块、第三45度全反镜、第四45度全反镜、90度石英转子、第二空间滤波器系统、第二激光放大模块、第五45度全反镜、第六45度全反镜、第三空间滤波器系统、具有一维平移的二维可调45度全反镜，所述第一激光放大模块、第二激光放大模块性能完全相同。本发明基于环形光路构型及脉冲同步控制，具有主动多程放大、结构紧凑、储能提取效率高等特点。

技术领域

本发明涉及固体激光放大技术领域，特别是一种基于主动偏振控制的环形多程激光放大装置。

背景技术

随着固体激光技术的发展，利用单一谐振腔激光器难以实现大能量、高功率、高光束质量等指标的激光脉冲输出。于是，近年来发展出激光器放大器结构激光系统(MOPA)，利用这种系统可实现上述要求，并具有时间波形、脉宽、光谱特性、偏振特性等方面的全域调制能力。

现有固体激光放大技术，主要采用单程(图1)、双程(图2)、或四程(图3)放大技术，即激光脉冲在泵浦结束，单次、双次、四次通过增益介质，激光泵浦储能提取效率随着通过程数可不断提高。但现有双程或四程放大系统都采用被动多程放大方式，即一旦系统搭建完毕，无法动态改变光束通过增益介质的次数。

对于高储能增益介质，如钕玻璃材料，在四程通过增益介质后，激光脉冲对储能的能量提取效率仍然较低，通过提高通过增益介质的程数，可提高储能提取效率；

由于菲涅耳衍射效应，激光光束自由传播会在光斑边缘产生衍射调制，进而降低光束质量，结合空间小孔滤波技术和像传递技术可以有效保证激光光束传输中光束质量；

现有技术中，采用线性腔放大技术如四程放大系统(图3)，无法有效避免长脉冲放大(5-25ns)中激光脉冲在增益介质或光学元件中交叉重叠，而脉冲重叠会造成局部峰值功率过高，易造成光学元件损伤，不利于高功率激光系统运行。

发明内容

本发明是提供一种主动偏振控制多程激光放大装置，该装置具有放大倍数高、结构紧凑、储能提取效率高的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种环形多程激光放大装置，特点在于其构成包括：扩束器、软边光阑、第一偏振分光棱镜、电光开光、第二偏振分光棱镜、第一空间滤波器系统、第一45度全反镜、第二45度全反镜、第一激光放大模块、第三45度全反镜、第四45度全反镜、90度石英转子、第二空间滤波器系统、第二激光放大模块、第五45度全反镜、第六45度全反镜、第三空间滤波器系统和具有一维平移的二维可调45度全反镜；上述元部件的位置关系如下：

垂直线偏振激光脉冲依次经所述的扩束器和软边光阑后入射到所述第一偏振分光棱镜，经该第一偏振分光棱镜90度反射后经所述的电光开光垂直入射到所述的第二偏振分光棱镜，经该第二偏振分光棱镜90度反射后，依次经所述的第一空间滤波器系统、第一45度全反镜、第二45度全反镜入射到第一激光放大模块，经该第一激光放大模块放大后，再依次经第三45度全反镜、第四45度全反镜、90度石英转子和第二空间滤波器系统入射到第二激光放大模块，经该第二激光放大模块放大输出后，再次经第五45度全反镜、第六45度全反镜和第三空间滤波器系统入射到所述的二维可调45度全反镜，经该二维可调45度全反镜(反射后射入到所述的第一偏振分光棱镜，经该第一偏振分光棱镜透射后入射到所述的电光开光；

所述的第一空间滤波器系统为4f像传递系统，两个透镜的间距为d₁＝2f₁，f₁为第一空间滤波器透镜焦距；

所述的第二空间滤波器系统为离焦4f像传递系统，两个透镜的间距为d₂，