[实用新型]一种片状激光放大器

说明书

本实用新型提供一种新型片状激光放大器，由框架单元、片箱、灯箱、端镜和其他辅助件构成。框架单元是整个放大器的基础构建，用于支撑和安装其他各单元；灯箱由氙灯组、反射器和隔板玻璃构成，提供空间均匀辐照的面状泵浦源，片箱包括片状增益介质和支撑部件，用于提供高增益；端镜的主要作用是安装在放大器框架单元两端实现洁净密封，保证片箱内的洁净环境；其他辅助件主要包括冷却件和电气供应部件。本实用新型改善了片状放大器增益均匀性较差、效率较低、集成度较差的问题，具有增益系数高、效率高和集成度高等优势。

技术领域

本实用新型属于高功率固体激光器领域，特别是涉及一种新型片状激光放大器。

背景技术

在高功率固体激光驱动器30多年的发展历程中，激光驱动器技术得到了飞速的发展，特别是在激光惯性约束聚变技术的激励下，世界许多国家的重要单位和实验室都对各种规模和各种水平的超高功率激光驱动器进行了大量研究，比如美国利弗莫尔实验室、法国里梅尔实验室、日本大阪大学激光工程中心、中国的上海光机所和中物院八所等。

在超高功率激光驱动器中，非常重要的一个模块是片状激光放大器，提供了整个装置99％的能量，是整个驱动器的核心部分。

衡量片状放大器的重要参数有通光口径、小信号增益系数、增益均匀性、储能效率等。目前，国内外片状激光放大器的共同弱点是小信号增益系数低。针对该问题，现有技术一般是增加氙灯数量，加大泵浦强度，但该措施会增大放大器体积、降低效率甚至器件的可靠性，从而影响了系统的实用性和稳定性，现有技术还无法很好的解决这一问题。

实用新型内容

本实用新型从参数优化和结构设计出发，提供了一种小信号增益系数大、效率较高、紧凑型好的片状激光放大器。

具体技术方案是，所述片状激光放大器，包括框架单元、灯箱I、灯箱II、片箱、端镜I和端镜II；片箱固定在框架单元的中心，灯箱I和灯箱II分别固定在框架单元的左侧和右侧，端镜I和端镜II分别固定在框架单元的前端和后端；灯箱I和灯箱II与片箱错位重叠设置。

所述灯箱I和灯箱II中的氙灯组均由14支氙灯组成，每7支氙灯串联为一个回路，每支氙灯等间距排布且相对于片箱对称分布。

所述氙灯放电回路的工作电压为23.5kV，电容为234μF/回路，电感为69μH/回路，电阻≤120mΩ/回路。

灯箱I和灯箱II中，除了隔板玻璃面，剩余内侧面均设有反射器，灯箱I和灯箱II内的氙灯背面反射器为短翼渐开线反射器，氙灯两端反射器为平板反射器，片箱顶端和底部反射器为v型排布的平板反射器，开口朝向片箱中部。

灯箱的隔板玻璃镀有双面增透的宽带化学膜。

片箱包括片状增益介质、支撑部件和冷却气流通道，片状增益介质表面法线方向与入射激光方向的夹角为布儒斯特角θ，片状增益介质的水平尺寸应大于激光口径与折射因素产生的激光水平方向偏移量之和。

端镜I和端镜II包括窗口玻璃和机械结构，端镜I和端镜II的窗口玻璃表面镀有对入射激光增透的介质膜，介质膜表面法线方向与入射激光方向夹角为1°±0.2°，前后端镜呈“八”字分布。

有益效果：

本实用新型显著提高了放大器的增益系数和效率，降低了元器件的工作参数，提高了可靠性；氙灯等间距排布，基于优化的工作参数，在保证氙灯泵浦可靠稳定运行下增加了泵浦能量，提高了效率以及氙灯辐射光在增益介质表面分布的均匀性，进而提高了片状放大器的增益均匀性；灯箱片箱错位重叠，在保证模块性能的情形下减小了模块的体积，放大器长度减小至780mm；短翼仿渐开线镀银反射器的使用显著提高了泵浦腔的传输效率；通过将灯箱顶部的反射器设置为V型聚光三角反射器，从而进一步显著提高泵浦腔的传输效率。

附图说明

图1是片状激光放大器的结构图。