[发明专利]一种基于偏振双通侧泵的直接液冷分布式增益激光器

说明书

本发明公开了一种基于偏振多通侧面泵浦的直接液冷阵列分布式增益激光器，涉及高能激光技术领域。所述增益单元（I1、I2）包括直接液冷的阵列式分布增益模块（7、17），增益模块一侧设置有第一泵浦模块和1/2波片，另一侧设置有第二泵浦模块。所述第一泵浦模块依次包括第一激光二极管阵列泵浦源、第一快轴整形镜、第一慢轴整形镜、第一反射镜、第一偏振分光镜；所述第二泵浦模块依次包括第二激光二极管阵列泵浦源、第二快轴整形镜、第二慢轴整形镜、第二反射镜、第二偏振分光镜。与现有技术相比本发明具有输出功率高、热管理方式优秀以及输出激光光束质量好等优势，在高功率激光器领域中具有重要的应用前景。

技术领域

本发明涉及高能激光技术领域，尤其是一种基于偏振多通侧面泵浦的直接液冷阵列分布式增益激光器。

背景技术

自1960年第一台激光器问世以来，激光技术(尤其是高功率激光)获得了极大的发展。高功率固体激光器以其输出能量大、峰值功率高、可靠性高、使用寿命长的优势，广泛应用于工业、医疗、科研、国防等领域。随着工业加工、军事国防等领域对激光器的需求不断增加，对激光器的功率、光束质量、体积和重量等指标也提出了更高的要求。常规的固体激光器结构，如薄片激光器、板条激光器等，已经很难再功率体积(重量)比上满足新的需求。其中热管理是影响激光器功率、效率以及体积重量等指标的关键因素。随着激光器输出功率的提高，对热管理的要求更是进一步的提高。固体激光器常规的热沉式散热方式已经逐渐不能满足高功率激光器高效、快速散热的要求。为了满足散热需求，势必会增加散热结构件的体积和重量，且会增加系统的复杂性。因此，需要设计新型的固体激光器散热方式，开发新型的可实现紧凑化的固体激光器。

现有技术中，直接液冷是一种有效的热管理方式，将激光增益介质直接浸泡在冷却液中，通过液体的流动直接带走介质热量，从而实现快速、高效的热管理。在这种高效热管理的支撑下，可以将多片增益介质进行阵列式排列，实现分布式增益。这种增益方式的优点是可以在降低单片增益介质产热率的同时在单位体积内获得极高的增益，实现激光器的紧凑化、小型化。美国专利US7366211B2中公开了一种液体直接冷却的激光器，所述激光装置是一个将多片介质置于液体中，单通侧泵浦的方式实现激光输出，这是一种新的激光器设计思路。但是对于这样的一种激光器，由于采用单通侧泵的方式，基于激光晶体对泵浦光具有负指数吸收作用，因此会造成激光晶体的两端高中间低发热分布，从而在激光传输方向会形成极大的离焦。这种热致离焦一方面会影响激光器的光束质量，另一方面也会影响激光的交叠效率而导致激光器的输出效率较低。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于偏振双通侧面泵浦的直接液冷阵列式分布增益激光装置，实现激光的高效和高质量的光束输出。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于直接液冷阵列分布式增益激光器的增益单元，其特征在于，所述增益单元(I1、I2)包括直接液冷的阵列式分布增益模块(7、17)，增益模块一侧设置有第一泵浦模块和1/2波片(6)，另一侧设置有第二泵浦模块。

在光路方向上，所述第一泵浦模块依次包括第一激光二极管阵列泵浦源(11)、第一快轴整形镜(21)、第一慢轴整形镜(31)、第一反射镜(41)、第一偏振分光镜(51)；所述第二泵浦模块依次包括第二激光二极管阵列泵浦源(12)、第二快轴整形镜(22)、第二慢轴整形镜(32)、第二反射镜(42)、第二偏振分光镜(52)；所述第一直接液冷的阵列式分布增益模块(7)包括增益模块的激光窗口(8)、增益模块的增益介质(9)、增益模块的激光冷却液(10)和增益模块的泵浦窗口(19)。

进一步的，所述增益模块的增益介质(9)为激光晶体。