[发明专利]一种多波长非相干光谱合束板条激光振荡器

说明书

一种多波长非相干光谱合束板条激光振荡器，包括：依次沿光路设置的高反射腔镜阵列(1)、板条激光增益模块(2)、光学变换系统(3)、衍射光学元件(4)和输出耦合镜(5)。本发明提供的激光振荡器，采用固体板条激光增益模块，产生多束分孔径、多波长、窄线宽的激光，并对多束激光实行外腔光谱合束，能够同时实现光束的增益放大与非相干光谱合成。与光谱合束放大装置相比，本发明提供的激光振荡器，一方面无需种子激光源，结构简单。另一方面，多束多波长激光分别在高反射腔镜阵列与输出耦合镜构成的多个独立激光谐振腔内振荡，通过光谱合束后的激光光束质量与单束子激光的光束质量基本保持一致，能够在提高功率的同时，维持高光束质量。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其是涉及一种多波长非相干光谱合束板条激光振荡器。

背景技术

光谱合成技术作为典型的非相干合成技术，是利用衍射光学器件(如：光栅、棱镜等)实现空间上分布排列的不同波长的子激光束进行共线合成，该合成技术不需对各子激光的相位、偏振、以及振幅进行严格控制就能实现合成光束在远场和近场较好的重叠，而且光束质量不随合成单元数目增多而恶化，该技术相比于单束激光，能够实现更高功率，并且同时保持高光束质量,被广泛应用于光纤放大器和半导体激光器。

虽然，光栅-外腔光谱合束方法解决了常规堆叠式半导体激光合束光束质量差的问题，有效提升了半导体激光器的输出功率和光束质量，已成为半导体激光器实现高亮度激光输出最为有效的合束技术之一,但其输出功率还是受到半导体激光单元本身输出功率以及合成路数的局限，有待进一步突破。

发明内容

本发明的目的是提供一种多波长非相干光谱合束板条激光振荡器，通过板条激光增益模块为多束激光功率放大，并将放大后的多束激光合束，能够输出高功率的激光。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多波长非相干光谱合束板条激光振荡器，包括：依次沿光路设置的高反射腔镜阵列、板条激光增益模块、光学变换系统、衍射光学元件和输出耦合镜；高反射腔镜阵列，由成阵列排布的n个高反射腔镜构成，n个高反腔镜与输出耦合镜构成n个激光谐振腔；其中，n≥3；板条激光增益模块，受激辐射形成n束分孔径平行的激光，n束激光的波长各不相同且分别在n个激光谐振腔内振荡；光学变换系统，将从条激光增益模块射出的n束激光传输至衍射光学元件表面；衍射光学元件，位于光学变换系统的焦平面处，将其表面的n束激光合束成一束激光后出射至所述输出耦合镜表面；输出耦合镜，将合束后的激光输出。

进一步地，高反射腔镜阵列为一维阵列，且n个高反射腔镜之间排布密集。

进一步地，n个所述高反射腔镜之间排布密集为：相邻的高反射腔镜的间距不超过5mm。

进一步地，每个高反射腔镜的直径不超过3mm。

进一步地，n个所述高反射腔镜的表面分别镀有对于不同波长反射率高的膜。

进一步地，还包括光路变换元件；所述光路变换元件位于所述高反射腔镜阵列和板条激光增益模块之间，以分别调节n个高反射腔镜表面的n束光的指向，以使n束光的光轴相互平行，且能够将其射入所述板条激光增益模块中。

进一步地，还包括冷却模块，设置在板条激光增益模块的表面，对板条激光增益模块冷却。

进一步地，还包括泵浦源，为板条激光增益模块高亮度泵浦激励。

进一步地，还包括n个调节单元，与n个所述高反射腔镜一一对应连接，以调节所述每个高反射腔镜的位置，以减小每束激光经过板条激光增益模块后产生的倾斜相差。

进一步地，光学变换系统包括：变换透镜和主变换透镜；变换透镜将从板条激光增益模块射出的n束激光传输至主变换透镜；主变换透镜将n束激光发射至衍射光学元件表面；衍射光学元件，位于主变换透镜的焦平面处。