一種新型棒狀激光放大器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及高功率固體激光器技術領域，具體而言，設及一種新型棒狀激光 放大器。
【背景技術】
[0002] 近幾十年里，高功率固體激光器技術取得了飛速的發(fā)展，許多國家先后建立了超 大規(guī)模的激光驅(qū)動器。作為中、高功率水平的激光驅(qū)動器中的重要組成部分，棒狀激光放大 器因其超高的能量/功率放大能力而得到廣泛研究。到目前為止，棒狀激光放大器的輸出 能量在數(shù)毫焦到數(shù)百焦耳水平，單程增益倍數(shù)在幾到幾十范圍內(nèi)。但是現(xiàn)在高功率激光驅(qū) 動器中，通常采用多個棒狀激光放大器的組合來實現(xiàn)對增益能力的要求，運種方法的缺點 在于整個激光驅(qū)動器系統(tǒng)很復雜，增加了調(diào)試難度和穩(wěn)定性，同時激光放大器的增益均勻 性也是有待進一步研究的。
[0003] 目前激光驅(qū)動器中的棒狀激光放大器一般采用小直徑的氣燈累浦，同時為了提高 累浦效率，放大器腔體中的反射器采用漸開線形的反射器。
[0004] 對于運種結(jié)構(gòu)的棒狀激光放大器，由于氣燈的直徑較小，施加在氣燈上的電壓電 流不能太大，因此其能提供的累浦能量密度相對較低，即使是將反射器設計為漸開線形的， 它的增益能力和增益均勻性仍然難W滿足系統(tǒng)需求；而且漸開線形的反射器增加了加工難 度和復雜度；
[0005] 如果通過增加氣燈數(shù)量W提高累浦能量密度，會帶來的問題是系統(tǒng)復雜度和體積 增加，不利于集成。
[0006] 因此，棒狀激光放大器的性能有待進一步提高，尤其需要一種增益能力高，增益均 勻性好的棒狀激光放大器。 【實用新型內(nèi)容】
[0007] 針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，從激光放大器的增益能力、增益均勻性和效率 出發(fā)，本實用新型提供一種新型棒狀激光放大器，其具體的技術方案如下：
[0008] -種新型棒狀激光放大器，包括腔體1，所述腔體1由下方的支撐件7支撐；所述 腔體1為柱形結(jié)構(gòu)，腔體1中屯、軸線方向上設置直徑為38~42mm的棒狀增益介質(zhì)4 ;與腔 體1中屯、軸線平行的軸線方向上由內(nèi)向外依次設置有氣燈組與反射器2。
[0009] 進一步，所述氣燈組由6根相對腔體軸屯、線呈圓形對稱分布的氣燈3組成；所述6 支氣燈串聯(lián)成一個回路。
[0010] 進一步，所述氣燈3的外徑是30~32mm，內(nèi)徑是24~26mm。
[0011] 進一步，所述棒狀增益介質(zhì)4中屯、軸線與氣燈3中屯、軸線之間的距離為45. 5mm。
[0012] 進一步，所述反射器2是空屯、圓柱形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)表面鍛有金膜。
[0013] 作為優(yōu)選方案，反射器2內(nèi)徑為130mm。
[0014] 作為優(yōu)選方案，所述棒狀增益介質(zhì)4為欽玻璃棒。
[0015] 本實用新型的有益效果如下：
[0016] 1、本實用新型中根據(jù)現(xiàn)有工藝水平，采用直徑相對較大的氣燈作為累浦源，在相 同氣燈數(shù)量且保證氣燈穩(wěn)定工作的情況下，極大提高了氣燈的累浦能量密度，從而提高了 棒狀增益介質(zhì)的增益能力。
[0017] 2、本實用新型從效率和增益能力出發(fā)，通過合理設計氣燈組的數(shù)目、排布和供電 參數(shù)，保證了增益介質(zhì)表面上氣燈光福射的均勻性，同時系統(tǒng)的能量利用率很高，同時將反 射器設計為柱形結(jié)構(gòu)，工藝簡單同時反射均勻性好。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本實用新型的一種新型棒狀激光放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為本實用新型一種新型棒狀激光放大器的軸向截面圖。
[0020] 圖中標號含義：
[0021] 1 :腔體；2 :反射器；3 :氣燈；4 :棒狀增益介質(zhì)；5 :進水口；6 :出水口；7 :支撐件。
【具體實施方式】
[0022] 為了使本領域的人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結(jié)合本實用新型的 附圖，對本實用新型的技術方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領域普 通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應當屬于本申請 保護的范圍。
[0023] 實施例1 :
[0024] 本實施例如圖1所示，一種新型棒狀激光放大器，包括腔體1、反射器2、氣燈3、棒 狀增益介質(zhì)4、進水口 5、出水口 6和支撐件7。整個系統(tǒng)呈現(xiàn)出圓柱形結(jié)構(gòu)。各組件的位置 關系是，棒狀增益介質(zhì)4位于圓柱形腔體1軸屯、線方向排布，從圓柱形腔體1的軸屯、線往外 依次是反射器2和氣燈3。腔體1還設置進水口 5與出水口 6。冷卻水從進水口 5進入，對 激光放大器冷卻后從出水口 6流出，整個結(jié)構(gòu)固定在支撐件7上面。
[0025] 本實施例的一個優(yōu)選方案如圖2所示，6支氣燈3中屯、均勻排布在欽玻璃棒的同屯、 圓上，氣燈之間的距離和角度相同。
[0026] 此外，棒狀增益介質(zhì)4中屯、軸線與氣燈3中屯、軸線之間的距離優(yōu)選為45. 5mm。
[0027] 反射器2內(nèi)表面是光滑的，表面鍛有金膜W提高反射率；一個優(yōu)選的方案中，反射 器2的內(nèi)徑為130mm。
[0028] 在本實施例中，棒狀增益介質(zhì)4為欽玻璃棒，欽玻璃棒和氣燈的參數(shù)如下：
[003。 對于棒狀激光放大器而言，小信號增益系數(shù)、增益均勻性和增益倍數(shù)是很重要的 幾個參數(shù)，各個參數(shù)的定義如下：
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[0033] 其中，g。是小信號增益系數(shù)，a是吸收系數(shù)，L是增益棒的長度，I1。是輸入激光能 量，I。。,是輸出激光能量。
[0034] 增益倍數(shù)定義為輸出能量與輸入能量的比值，即=戶。^。
[0035] -般而言，由于欽玻璃板存在一定厚度，因此氣燈光照射到欽玻璃棒上會產(chǎn)生一 定的能量密度分布梯度，邊緣分布較高，中屯、較低，運里增益均勻性定義為欽玻璃棒中屯、增 益與邊緣增益的比值。
[0036] 根據(jù)本實施例，得到的棒狀激光放大器的小信號增益系數(shù)、增益均勻性和增益倍 數(shù)如下：
[0038] 此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加W描述，但并非每個實施方式僅包 含一個獨立的技術方案，說明書的運種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當 將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可W經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員 可W理解的其他實施方式。
【主權項】
1. 一種新型棒狀激光放大器，其特征在于：包括腔體（1)，所述腔體（1)由下方的支撐 件（7)支撐；所述腔體⑴為柱形結(jié)構(gòu)，腔體⑴中心軸線方向上設置直徑為38~42mm的 棒狀增益介質(zhì)（4);與腔體（1)中心軸線平行的軸線方向上由內(nèi)向外依次設置有氙燈組與 反射器（2)。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種新型棒狀激光放大器，其特征在于：所述氙燈組由6根 相對腔體軸心線呈圓形對稱分布的氙燈（3)組成；所述6支氙燈串聯(lián)成一個回路。3. 根據(jù)權利要求2所述的一種新型棒狀激光放大器，其特征在于：所述氙燈（3)的外 徑是30~32_，內(nèi)徑是24~26_。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種新型棒狀激光放大器，其特征在于：所述棒狀增益介質(zhì) (4)中心軸線與氙燈⑶中心軸線之間的距離為45. 5mm。5. 根據(jù)權利要求1所述的一種新型棒狀激光放大器，其特征在于：所述反射器（2)是 空心圓柱形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)表面鍍有金膜。6. 根據(jù)權利要求5所述的一種新型棒狀激光放大器，其特征在于：反射器（2)內(nèi)徑為 130mm〇7. 根據(jù)權利要求1所述的一種新型棒狀激光放大器，其特征在于：所述棒狀增益介質(zhì) (4)為釹玻璃棒。
【專利摘要】本實用新型提供一種新型棒狀激光放大器，包括腔體1，所述腔體1由下方的支撐件7支撐；所述腔體1為柱形結(jié)構(gòu)，腔體1中心軸線方向上設置直徑為38～42mm的棒狀增益介質(zhì)4；與腔體1中心軸線平行的軸線方向上由內(nèi)向外依次設置有氙燈組與反射器2。本實用新型采用直徑相對較大的氙燈作為泵浦源，極大提高了氙燈的泵浦能量密度，從而提高了棒狀增益介質(zhì)的增益能力；同時，通過合理設計氙燈組的數(shù)目、排布和供電參數(shù)，保證了增益介質(zhì)表面上氙燈光輻射的均勻性；將反射器設計為柱形結(jié)構(gòu)，工藝簡單同時反射均勻性好。
【IPC分類】H01S3/092
【公開號】CN205092411
【申請?zhí)枴緾N201520874327
【發(fā)明人】陳林, 陳遠斌, 姚軻, 劉建國, 賀少勃, 劉勇, 謝旭東, 范琛, 高松, 唐軍, 盧振華, 朱啟華, 胡東霞, 鄭奎興, 粟敬欽
【申請人】中國工程物理研究院激光聚變研究中心
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月5日