[发明专利]用于皮秒种子激光脉冲的环形腔放大装置

说明书

一种用于皮秒种子激光脉冲的环形腔放大装置，包括皮秒种子源、偏振分束镜、第一至第三平面镜，偏振分束镜、第一至第三平面镜依次分别设置在环形光路的四角处，皮秒种子源位于偏振分束镜的光束注入端；第一、第二平面镜之间的光路中设有第一激光晶体，第二、三平面镜之间的光路中设有第二激光晶体；第一、第二平面镜的外侧沿第一、第二平面镜之间光束所在直线上分别对称设有第一、第二泵浦源，第一、第二泵浦源的焦斑重合于第一激光晶体内；第二和第三平面镜的外侧沿第二、第三平面镜之间光束所在直线上分别对称设有第三、第四泵浦源，第三、第四泵浦源的焦斑重合于第二激光晶体内。本发明装置放大增益高、输出功率稳定性好、输出光斑质量高。

技术领域

本发明涉及皮秒激光放大技术领域，具体涉及一种用于皮秒种子激光脉冲的环形腔放大装置。

背景技术

固体激光器具有高亮度、高效率、结构紧凑、性能稳定、长寿命和全固化等优点，在材料加工、医疗、科学研究、军事等领域均有着重要的应用。

皮秒激光器由于脉冲脉宽窄，在材料加工方面有着“冷加工”的优势，实现结构筒单、外形紧凑、成本低廉的高功率、高亮度的全固态皮秒激光器是固体激光器领域的研究热点之一。然而，受限于热效应对SESAM半导体饱和吸收镜造成的损伤，其输出功率通常限制在～10mW量级，这样便无法满足高要求的使用需求。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种用于皮秒种子激光脉冲的环形腔放大装置，以解决现有皮秒激光器受限于热效应对SESAM半导体饱和吸收镜造成的损伤，其输出功率通常限制在～10mW量级的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于皮秒种子激光脉冲的环形腔放大装置，包括皮秒种子源、偏振分束镜、第一平面镜、第二平面镜和第三平面镜，其中：

所述偏振分束镜、第一平面镜、第二平面镜和第三平面镜依次分别设置在呈四边的环形光路的四角处，所述皮秒种子源位于偏振分束镜的光束注入端以用于向偏振分束镜注入种子光；

所述第一平面镜和第二平面镜之间的光路中设有第一激光晶体，所述第二平面镜和第三平面镜之间的光路中设有第二激光晶体；

所述第一平面镜的外侧和第二平面镜的外侧沿第一平面镜与第二平面镜之间光束所在直线上分别对称设有第一泵浦源和第二泵浦源，所述第一泵浦源的焦斑和第二泵浦源的焦斑重合于第一激光晶体内；

所述第二平面镜外侧和第三平面镜的外侧沿第二平面镜与第三平面镜之间光束所在直线上分别对称设有第三泵浦源和第四泵浦源，所述第三泵浦源的焦斑和第四泵浦源的焦斑重合于第二激光晶体内；

所述皮秒种子源与偏振分束镜之间的光路上设有第一半波片，所述偏振分束镜与第一平面镜之间的光路上沿光束传输方向依次设有第二半波片和第一聚焦透镜，所述第三平面镜与偏振分束镜的光路上沿光束传输方向依次设有第二聚焦透镜和第三半波片。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第一泵浦源与第一平面镜之间的光路上还设有第一透镜组，所述第二泵浦源与第二平面镜之间的光路上还设有第二透镜组，所述第三泵浦源与第二平面镜之间的光路上还设有第三透镜组，所述第四泵浦源与第三平面镜之间的光路上还设有第四透镜组。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第一泵浦源、第二泵浦源、第三泵浦源和第四泵浦源均为半导体二极管泵浦源，半导体二极管泵浦源的波长为808nm或88Xnm，用于第一泵浦源、第二泵浦源、第三泵浦源和第四泵浦源输出的输出光纤的纤芯为200～400um。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第一激光晶体和第二激光晶体均为具有线偏振辐射性质的激光晶体，其型号为Nd：YVO4或Nd：GV04。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述第一激光晶体和第二激光晶体均呈45°放置。