[发明专利]一种高交叠效率直接液冷激光增益装置和激光谐振腔

权利要求书

1.一种高交叠效率直接液冷激光增益装置，包括入射通光镜(1)、增益介质(2)、出射通光镜(1’)和激光冷却液(3)，所述增益介质(2)和激光冷却液(3)位于所述入射通光镜(1)和出射通光镜(1’)之间，所述增益介质(2)形成有冷却液流道，所述激光冷却液(3)流过所述冷却液流道以为所述增益介质(2)降温；其特征在于：

所述入射通光镜(1)的光出射面与所述出射通光镜(1’)的光入射面平行；

各增益介质(2)成阵列式排布，且均平行于所述入射通光镜(1)的光出射面；

所述入射通光镜(1)的光入射面和光出射面间的角度满足以下关系：

激光垂直于光入射面入射后，经过光出射面导入激光冷却液(3)中后，以激光冷却液(3)与增益介质(2)之间的布鲁斯特角导入增益介质(2)中；

所述入射通光镜(1)、出射通光镜(1’)和所述增益介质(2)之间的位置关系为：

任一从所述入射通光镜(1)的光入射面垂直入射并能经过各所述增益介质(2)的激光，均能通过所述出射通光镜(1’)；

各所述增益介质(2)的厚度d₁和折射率n₁、所述激光冷却液(3)的折射率n₂和所述冷却液流道的宽度d₂相互配合配置，增益介质(2)的入光面与底部的夹角α设计满足以下关系：

d₁sin(θ_B-α)/sinθ_B＝d₂sin(θ_B+α-π/2)/cosθ_B，

θ_B为激光冷却液(3)与增益介质(2)之间的布鲁斯特角，以使激光在所述增益介质(2)的光瞳折射偏移量(h1)与激光在所述激光冷却液(3)中的光瞳折射偏移量(h2)一致。

2.如权利要求1所述的高交叠效率直接液冷激光增益装置，其特征在于，所述入射通光镜(1)的光入射面与所述出射通光镜(1’)的光出射面(D)平行。

3.如权利要求1或2所述的高交叠效率直接液冷激光增益装置，其特征在于，所述入射通光镜(1)的顶面和底面平行，所述入射通光镜(1)的顶部、各所述增益介质(2)的顶部(c)和所述出射通光镜(1’)的顶部(C)共线；所述入射通光镜(1)的底部、各所述增益介质(2)的底部(a)和所述出射通光镜(1’)的底部(A)共线。

4.如权利要求1所述的高交叠效率直接液冷激光增益装置，其特征在于，所述激光冷却液(3)为具有高热力学性能，且对激光波长和泵浦光波长无明显光吸收的液体。

5.如权利要求1所述的高交叠效率直接液冷激光增益装置，其特征在于，所述冷却液流道的流向与所述入射通光镜(1)的光入射面的法向垂直。

6.一种高交叠效率直接液冷激光谐振腔，其特征在于，沿激光光路方向依次设置全反激光腔镜(7)、第一泵浦系统、如权利要求1～5任一所述的高交叠效率直接液冷激光增益装置(I)、第二泵浦系统和激光输出镜(9)；所述第一泵浦系统和所述第二泵浦系统均由泵浦源(5)和双色镜(6)构成，双色镜(6)用于透过对应泵浦源(5)的泵浦光(8)，以将泵浦光(8)输入高交叠效率直接液冷激光增益装置(I)，双色镜(6)还对激光进行全反射；经所述全反激光镜(7)输出的激光经所述第一泵浦系统的双色镜全反射后，与第一泵浦系统的泵浦源(5)的泵浦光(8)共光路输入所述高交叠效率直接液冷激光增益装置(I)，由所述高交叠效率直接液冷激光增益装置(I)输出的激光经所述第二泵浦系统的双色镜反射后，经所述激光输出镜(9)输出。