一种高效率多空间角度双Z型板条结构激光放大装置

摘要

本发明涉及一种高效率多空间角度双Z型板条结构激光放大装置，通过沿z向在板条状激光介质(1)上表面和下表面之间的Z型传输可有效补偿z向的温度梯度，通过沿x向的Z型往返传输，可使入射激光多程通过板条状激光介质(1)，再加上采用激光引出装置，将激光以不同空间角度多次入射，多次实现双Z型运转，充分增加填充因子，有效提取增益介质中的能量，获得高效率与高增益的激光功率放大。特别适用于小功率种子激光或增益较低波长激光的功率放大，从而实现高效率、高增益的激光放大。

主权项

一种高效率多空间角度双Z型板条结构激光放大装置，包括板条状激光介质(1)，所述板条状激光介质(1)包括左右两端的第一端面和第二端面、前后两侧的第一侧面和第二侧面、上表面和下表面；将板条状激光介质(1)的长度方向定义为z向，宽度方向定义为x向，厚度方向定义为y向；半导体泵浦源(2)，位于所述板条状激光介质(1)的第一端面或第二端面的外侧，或对称地位于所述第一端面和第二端面的外侧，或位于第一侧面或第二侧面的外侧，或对称地位于所述第一侧面和第二侧面的外侧，或位于上表面或下表面的外侧；两个腔镜，分别是位于所述第二端面外侧的第一腔镜(6)，及位于所述第一端面外侧的第二腔镜(7)；激光以第一空间角度从第一端面射入所述板条状激光介质(1)，经过所述板条状激光介质(1)的上表面和下表面之间进行全内反射，且沿z向做Z型传输之后，从第二端面输出，射到第一腔镜(6)后进行反射，反射光又从第二端面输入所述板条状激光介质(1)的x方向的另一位置，同样原理经过第二腔镜(7)，激光在两腔镜间反射，从而又实现沿x向的Z型往返传输，直到激光从第一端面或者第二端面射出，实现第一种空间角度入射下的双Z型激光放大，得到第一次放大激光；其中，第一空间角度为：激光与xz面夹角为Φ₁、与yz面夹角为θ₁，且Φ₁及θ₁满足其中，n₁为空气介质的折射率，n₂为板条状激光介质(1)的折射 率，n₃为板条状激光介质(1)上表面和下表面镀有的膜层折射率或冷却介质的折射率，α为板条状激光介质(1)第一端面、第二端面的楔角大小，L₁为激光光束的横截面尺寸，t为板条状激光介质(1)的厚度大小，w为板条状激光介质(1)的宽度大小，l为板条状激光介质(1)的长度大小；其特征在于，还包括激光引出装置，和上述腔镜以外至少两个腔镜，其中包括位于所述第二端面外侧的第三腔镜(8)，及位于所述第一端面外侧的第四腔镜(9)；所述激光引出装置改变所述第一次放大激光的光路，使其以第二空间角度再次从板条状激光介质(1)的第一端面或第二端面射入，与第一空间角度入射情况原理相同，激光在板条状激光介质(1)的上表面和下表面之间进行全内反射，同时在第三腔镜(8)及第四腔镜(9)间反射，实现第二种空间角度入射下的双Z型激光放大；其中第二空间角度满足：激光与xz面夹角为Φ₂、与yz面夹角为θ₂，且Φ₂与θ₂满足Φ₂不同于Φ₁；经过第N个激光引出装置后的激光，以第N+1空间角度从板条状激光介质(1)的第一端面或第二端面射入，射入后其传输原理与前N次入射的激光的传输原理相同，激光在板条状激光介质(1)的上表面和下表面之间进行全内反射，同时在第2N+1腔镜及第2(N+1)腔镜间反射，实现第N+1种空间角度入射下的双Z型激光放大；其中第N+1空间角度满足：激光与xz面夹角为Φ_N+1、与yz面夹角为θ_N+1，且Φ_N+1与θ_N+1满足Φ_N+1不同于Φ₁、Φ₂…Φ_N；其中N为大于或等于1的自然数。