1和第二竖边112,第一灯箱2的侧面与增益介质11的最靠近出射 面的边缘平齐，即第一灯箱2的侧面与第二竖边112位于同一平面，第二灯箱3与增益介质 11的最靠近入射面的边缘平齐，即第二灯箱3与第一竖边111位于同一平面，第一竖边111 到第一灯箱2的距离小于第二竖边112到第一灯箱2的距离。若第一竖边111和第二竖边 112不与第一灯箱2平行，那么，此处的距离用第一竖边111的端点和第二竖边112的端点 进行计算。每一个灯箱中的氙灯23均为9支，并且等间距排列。6支氙灯23串联为一个放 电回路，两个灯箱共使用3个放点回路，放电回路的工作电压为20. 9-23. IkV/回路，电容为 349-385 y F/回路，电感为66. 5-73. 5 y H/回路，电阻为93-103m Q /回路。
[0032] 如图3所示，片箱1还包括压框12和支撑杆13,压框12与增益介质11的横边固 定连接，第二反射器7位于增益介质11和压框12之间，第二反射器7为上下2个。现有技 术普遍是将压框12放置在增益介质11和第二反射器7之间，这种设计结构松散，造成氙灯 光的不必要浪费，本发明可以有效的减小片状激光放大器的尺寸，同时减小了第二反射器7 距离增益介质11的距离，能够增加第二反射器7对氙灯光的反射，提高了氙灯光的利用率。
[0033] 如图4所示，端镜的法线41与入射激光8的夹角P为0.8-1. 2°，优选地为1°， 端镜4和端镜5呈"八"字形排列，该角度的设置对入射激光8的透过率影响不明显，但能 够有效抑制端镜剩余反射引起的自激振荡，保证了整个片状放大器的可靠运行。端镜4和 端镜5的表面镀有对入射激光8增透的介质膜。
[0034] 本实施例中增益介质11为钕玻璃片，钕玻璃片的尺寸的选择要考虑激光口径和 钕玻璃片折射率对入射激光8的水平偏移量。如图2所示，在入射激光8以布儒斯特角0 =arctan(n)入射到钕玻璃片情况下，由于钕玻璃片的折射率会导致入射激光8在水平方 向上产生偏移，偏移量A的大小为：
[0036] 其中d是钕玻璃片的厚度，n是钕玻璃片的折射率。
[0037] 那么考虑到安装钕玻璃片是包边的尺寸，可以得到钕玻璃片的长度1应满足下面 关系式：
[0039] 其中，a是激光口径的水平尺寸，本实施例为400mmX400mm。钕玻璃片的尺寸（长 度X宽度X厚度）选为810mmX460mmX40mm(含包边），钕玻璃片以布儒斯特角放置于主 光路中，入射激光以布儒斯特角入射到钕玻璃片，其安装环境洁净度优于100级，以避免表 面附着杂质颗粒造成激光损伤。
[0040] 本实施例中，优选地氣灯23内径为41mm，氣灯23气压为200Torr，放电弧长为 450mm，氙灯23放电回路的工作电压为22kV/回路，电容为355 y F/回路，电感为68 y H/回 路，电阻为99mQ/回路。
[0041] 由于钕玻璃片（除包边外）投射于灯箱方向的栗浦面积约为784_X434mm，因此 9支氙灯23在栗浦面积长度方向（784mm)等间距排布，
[0042] 本发明中每个灯箱由9支氙灯23组成，每6支氙灯23串联成一个回路，同一个氙 灯组中的氙灯23等间距排布，第一灯箱2的氙灯23和第二灯箱3的氙灯23呈非对称错位 排布，加上特定的氙灯23供电参数，提高了氙灯23辐射光在增益介质表面分布的均匀性和 氙灯的发光效率，同时抑制了高增益导致的增益塌边现象，进而提高了片状放大器的增益 均匀性。
[0043] 片状激光放大器的工作过程为：首先给激光放大器的供电回路模块充电，待充电 电量达到要求后，供电模块给氙灯回路放电，氙灯23将电能转化为光能照射到钕玻璃片 上；钕离子吸收氙灯光能，通过辐射跃迀在增益介质11内的激光上下能级之间形成粒子数 反转，使增益介质11获得足够的储能；当储能到某个时刻，入射激光8脉冲通过钕玻璃片 时，钕离子由高能级向低能级受激辐射跃迀，实现激光的放大过程。
[0044] 激光放大器运行完毕后，对钕玻璃片采用洁净度优于100级的氮气进行吹扫，以 促进热畸变的恢复与避免气溶胶在其表面的附着，同时用空气吹扫灯箱，促进其热恢复。
[0045] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1. 一种片状激光放大器，包括片箱、灯箱和框架，所述片箱内固定连接有增益介质，所 述灯箱包括氙灯和隔板玻璃，其特征在于，所述片箱包括上端面、下端面、入射面、出射面 和2个栗浦面，所述灯箱为2个，分别为第一灯箱和第二灯箱，所述片箱固定连接在所述框 架的中心，所述第一灯箱和第二灯箱分别与所述片箱的2个栗浦面相对，所述灯箱与所述 框架固定连接，所述第一灯箱的氙灯和第二灯箱的氙灯沿激光主光路方向呈非对称错位排 布。2. 根据权利要求1所述的片状激光放大器，其特征在于，所述增益介质倾斜放置，增益 介质表面法线与入射激光的夹角为布儒斯特角。3.根据权利要求2所述的片状激光放大器，其特征在于，所述第一灯箱与增益介质最 靠近出射面的边缘平齐，所述第二灯箱与增益介质最靠近入射面的边缘平齐，增益介质最 靠近出射面的边缘到第一灯箱的距离小于增益介质最靠近入射面的边缘到第一灯箱的距 离。4.根据权利要求1所述的片状激光放大器，其特征在于，所述氙灯为9支，并且等间距 排列。5.根据权利要求4所述的片状激光放大器，其特征在于，6支所述氙灯串联为一个放 电回路，所述放电回路的工作电压为20. 9-23.IkV/回路，电容为349-385yF/回路，电感为 66. 5-73. 5yH/回路，电阻为93-103mQ/回路。6. 根据权利要求5所述的片状激光放大器，其特征在于，所述灯箱还包括第一反射器， 除隔板玻璃所在的侧面外，所述灯箱的内侧面设有所述第一反射器。7.根据权利要求6所述的片状激光放大器，其特征在于，所述第一反射器表面镀有 SiOJ莫层。8. 根据权利要求7所述的片状激光放大器，其特征在于，所述隔板玻璃的内表面和外 表面分别镀有增透的宽带化学膜。9.根据权利要求1所述的片状激光放大器，其特征在于，所述片箱还包括压框，所述压 框与增益介质的端面固定连接，所述激光放大器还包括第二反射器，所述第二反射器位于 增益介质和压框之间。10. 根据权利要求1-9任一所述的片状激光放大器，其特征在于，所述激光放大器还包 括2个端镜，2个所述端镜与所述框架固定连接，2个所述端镜分别与入射面和出射面相对， 所述端镜的表面法线与入射激光的夹角为〇. 8-1. 2°。
【专利摘要】本发明公开了一种片状激光放大器，包括片箱、灯箱和框架，所述片箱内固定连接有增益介质，所述灯箱包括氙灯和隔板玻璃，所述片箱包括上端面、下端面、入射面、出射面和2个泵浦面，所述灯箱为2个，分别为第一灯箱和第二灯箱，所述片箱固定连接在所述框架的中心，所述第一灯箱和第二灯箱分别与所述片箱的2个泵浦面相对，所述灯箱与所述框架固定连接，所述第一灯箱的氙灯和第二灯箱的氙灯沿激光主光路方向呈非对称错位排布，本发明的激光放大器能够抑制增益塌边效应，结构紧凑，小信号增益系数大，增益均匀性好。
【IPC分类】H01S3/101, H01S3/16, H01S3/094
【公开号】CN105161964
【申请号】CN201510644056
【发明人】陈林, 陈远斌, 姚轲, 刘建国, 贺少勃, 刘勇, 谢旭东, 范琛, 高松, 唐军, 卢振华, 朱启华, 胡东霞, 郑奎兴, 粟敬钦
【申请人】中国工程物理研究院激光聚变研究中心
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月30日