[发明专利]一种激光放大器

说明书

一种激光放大器，包括：泵浦模块(1)、增益介质(3)、光波导(2)和/或反射镜(4)；泵浦模块(1)提供泵浦光；光波导(2)设置在泵浦光的行进方向上，约束泵浦光进入光波导(2)内进行匀化；增益介质(3)设置在光波导(2)后泵浦光的行进方向上，泵浦光在增益介质(3)中形成均匀的泵浦区域；增益介质(3)位于两个光波导(2)之间、或位于光波导(2)和反射镜(4)之间，穿过增益介质(3)的激光(5)在两个光波导(2)之间、或光波导(2)和反射镜(4)之间进行多次反射。本发明结构紧凑且易于调节，无需额外的反射腔镜、放大程数多达二十多程，实现高增益放大。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种激光放大器。

背景技术

皮秒脉冲激光在激光精密加工、生物医疗、激光频率变换、科学研究等领域均有重要的应用。尤其在激光精密加工领域，皮秒激光峰值功率高、与材料作用时间短，加工区域受热效应影响较小，因此加工边缘整齐、精度高，具备“冷加工”的特点。因此在智能制造、航空航天、汽车制造等高端制造中得到越来越多的应用。

然而，无论是采用半导体激光器、光纤激光器或者全固态激光器，直接产生的皮秒脉冲激光功率通常都很小，不能满足应用需求，因此必须采用合适的激光放大器对皮秒种子激光进行放大，使得平均功率增长1-3个量级来满足实际应用需求。

1998年德国夫琅禾费研究所的杜可明等人提出部分端泵多程直通板条放大器—Innoslab放大器。Innoslab放大器的一个特点是“部分端面泵浦”，所谓部分端面泵浦是指泵浦光被整形成一条光强分布均匀的横截面为长方形的细线，该细线入射至晶体端面,使得泵浦光不是充满整个晶体,而只是泵浦了晶体的一部分，在晶体中央构成了薄片状的增益层,并与激光模体积有较好的匹配，可提高光-光转换效率。同时，入射种子激光整形为小口径光束，通过“之”字形光路沿多次往返直接通过板条介质，由于种子激光光束口径小、功率密度高且多程往返放大，因此可实现高功率与高效率放大。在该设计中，由半导体激光阵列发出的泵浦光经过聚焦后注入平行波导，泵浦光在平行波导中多次内反射后在波导出口处得到匀化，形成均匀的线状泵浦光。

但是，波导出口处均匀的泵浦光分布只能保持较短的距离，传播距离超过10mm后均匀性将会被破坏，须通过成像系统将波导出口处均匀分布的泵浦光按比例成像至板条晶体处，导致泵浦耦合系统占据较大的体积，在实际的激光器结构中，往往还包括一对激光高反射镜用于多次反射种子激光。因此这种泵浦设计板条激光放大器体积较大，且不易调节，放大程数有限。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种激光放大器，通过各个装置之间的巧妙配合使得激光放大器体积较小、结构紧凑且易于调节，放大程数多。

(二)技术方案

为解决上述问题，根据本发明的一个方面,本发明提供了一种激光放大器，包括：至少一个泵浦模块、增益介质、至少一个光波导和/或反射镜；泵浦模块，用于提供泵浦光；光波导设置在泵浦光的行进方向上，约束泵浦光进入光波导内部进行匀化；增益介质设置在光波导后泵浦光的行进方向上，泵浦光在增益介质中形成均匀的泵浦区域；增益介质位于两个光波导之间、或位于一个光波导和反射镜之间，使得穿过增益介质的激光在两个光波导之间、或光波导和反射镜之间进行多次反射后射出。

进一步的，一个光波导设置在一个泵浦光的行进方向上；另一个光波导设置在另一个泵浦光的行进方向上；增益介质位于两个光波导之间，激光经过一个光波导的边缘以一定角度穿过增益介质，并在两个光波导之间进行多次反射后射出。

进一步的，光波导设置在泵浦光的行进方向上；增益介质位于光波导和反射镜之间；激光经过光波导的边缘以一定角度穿过增益介质，并在光波导和反射镜之间进行多次反射后射出。

进一步的，光波导靠近增益介质的一端面镀有对激光的反射膜。