[发明专利]单个增益介质的多程光放大器

说明书

本发明提供一种单个增益介质的多程光放大器，包括光导入镜、至少一组转折镜组、增益介质、反射镜和光转出镜，增益介质设置在转折镜组与反射镜之间，靠近转折镜组的一侧设有光导入镜和光转出镜，光导入镜将光束引入且依次通过增益介质的增益区域、反射镜及转折镜组的所有转折镜，光转出镜将放大后的光束转出，以实现光束在两个或更多不同的平面内多次通过增益介质的泵浦增益区域中心轴线继而被有效放大。本发明的有益效果是：光束在经过增益介质的多次放大经过中，保持和增益介质增益中心区域较适当有效的耦合，可以比较有效地和端面泵浦的增益区域重叠，使得通过的光束被有效地放大，并具有较好的光束转换效率和光斑质量特性。

技术领域

本发明涉及高功率光放大领域，更具体地说涉及一种单个增益介质的多程光放大器。

背景技术

光放大器的主要作用是对光束进行能量放大的系统，主要功能是为了产生能达到应用所需要光束的功率或者脉冲能量，是一种被广泛应用的激光放大器件。

激光放大器技术主要分为再生放大器和线性多程放大器两种。再生放大器是利用一个共振腔体，通过激光光束脉冲的引入，对激光脉冲进行多次来回放大，在达到一定的峰值脉冲能量时，通过电子控制系统快速将所述放大的光脉冲导出，达到放大激光脉冲能量的目的，通过再生放大器进行放大激光脉冲所能够达到的最佳脉冲平均功率，一般来说在十瓦左右。线性多程放大器是通过安排激光束穿过增益介质单次或多次过程时对光束分别进行单次或多次放大，通过线性放大器进行放大的光束能够达到的平均功率，一般可以比再生放大器所能够达到的平均输出功率大，如百瓦、千瓦或万瓦级别。在固体或光纤大功率激光应用中，线性放大器在产生高功率光束的应用中比较广泛。固体激光放大器中，使用多程放大可以达到较高的输出功率。因此，线性多程激光放大器备受重视。

一般的单个多程放大器，比较多的是安排二程放大，明显多于二程放大的放大过程比较难在简单的放大器装置中得到实现。主要原因是二程以上的放大，很难将放大的光束多次引入到同一个增益介质的有效泵浦增益区域，如在端泵浦情况下保持较小的夹角而和泵浦区域有效重叠，达到较高的放大器效率。一种以板状为放大器介质侧面泵浦的增益介质，引导激光在板条内经过多次的来回搓开经过有效放大区域的激光放大器，大多数是单程或二程经过局部的有效泵浦区域，部分地解决了大功率放大器的需求。然而，多数板条放大装置所能够输出的激光束质量不会很好，或放大装置有总体效率不高的弊端。

Sterling Backus等人在美国专利US5,644,424中阐述了一种使用三个镜子就能够有效地对激光束进行多次的循环放大的方法。然而，这个专利所用的方法的增益介质是放置在曲面镜的焦点上，限制了光束在焦点的大小，从而对更高的输出光功率要求的放大效果来说，比较难以达到很高的转换效率，或由于多次经过增益介质而会因为在重叠区域的能量提取太多而引起光斑质量变差的弱点。有关先前其他发明的多程线性放大器，可以参考美国专利US3,365,671或者US4,156,852等。

因此，需要有更加大输出功率的线性多程放大，能达到应用所需的输出特性放大器的设计要求。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种单个增益介质的多程光放大器。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种单个增益介质的多程光放大器，其特征在于：包括光导入镜、至少一组转折镜组、增益介质、反射镜和光转出镜，所述增益介质设置在所述转折镜组与所述反射镜之间，靠近所述转折镜组的一侧设有所述光导入镜和所述光转出镜，所述光导入镜将光束引入且依次通过所述增益介质的增益区域、所述反射镜及所述转折镜组的所有转折镜，所述光转出镜将放大后的光束转出，以实现所述光束在两个或更多不同的平面内多次通过所述增益介质的增益区域继而被有效放大。

进一步，所述转折镜组至少由两个光学镜面组成，所述光学镜面呈角度相对安排。

进一步，所述增益介质通过端面或者侧面泵浦产生所述增益区域。