一种片状激光放大器的制造方法

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一种片状激光放大器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及高功率固体激光器技术领域,具体而言,涉及一种片状激光放大 器。
【背景技术】
[0002] 在高功率固体激光驱动器30多年的发展历程中,激光驱动器技术得到了飞速的 发展,特别是在激光惯性约束聚变技术的激励下,世界许多国家的重要单位和实验室都对 各种规模和各种水平的超高功率激光驱动器进行了大量研究,比如美国利弗莫尔实验室、 法国里梅尔实验室、日本大阪大学激光工程中心等。其中,美国利弗莫尔实验室研制的高功 率激光驱动器代表了世界最高水平,从70年代开始先后建造了 Janus、Argus、Shiva、Nova 和NIF等固体激光器系统,大口径片状激光放大器取得了巨大发展。在这些激光驱动器中, 非常重要的一个模块是片状激光放大器,它主要解决装置纵向能流传递转换问题,是整个 驱动器的核心部分,其性能的好坏直接影响装置的输出能量和功率,对系统的总体性能有 着重要影响。
[0003] 衡量片状放大器的重要参数有通光口径、小信号增益系数、增益均匀性、储能效率 等,尤其对于片状放大器,上面提到的各种高功率激光驱动器,其片状激光放大器的小信号 增益系数较低、增益均匀性也较差。针对这类问题,现有技术一般是增加氙灯数量,加大栗 浦强度以期望达到较大的小信号增益系数,但此时的增益均匀性较差,导致波前畸变比较 严重,影响了系统的实用性和稳定性,同时系统整体效率也较低。 【实用新型内容】
[0004] 针对上述现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种小信号增益系数大、增益 均匀性好的片状激光放大器。
[0005] 为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
[0006] -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对称排布。
[0007] 进一步,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。
[0008] 进一步,所述氙灯为9支,并且等间距排列。
[0009] 进一步,9支所述氙灯串联为一个放电回路,放电回路的工作电压为22kV-24kV, 电容为228 yF-252 yF/回路,电感为52μΗ-58μΗ/回路,电阻彡90ι?Ω/回路。
[0010] 进一步,所述灯箱还包括反射器,除隔板玻璃所在的侧面外,所述灯箱的内侧面设 有所述反射器。
[0011] 进一步,所述反射器表面镀有SiOj莫层。
[0012] 进一步,所述隔板玻璃的的内表面和外表面分别镀有增透的宽带化学膜。
[0013] 进一步,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 0.8-1.2。。
[0014] 进一步,所述端镜的表面法线与入射激光的夹角为Γ。
[0015] 本实用新型的有益效果如下:
[0016] 1、第一灯箱的氙灯和第二灯箱的氙灯呈对称排布,提高了氙灯辐射光在增益介质 表面分布的均匀性和氙灯的发光效率,进而提高了片状放大器的增益均匀性;
[0017] 2、灯箱中除了隔板玻璃面的其余各面以及片箱的两端面均设有反射器,增加了对 栗浦光的反射,使栗浦光最大程度的反射到增益介质表面,提高了栗浦效率;
[0018] 3、反射器表面镀有SiOj莫层,具有保护其内侧的镀银层的作用,防止镀银层硫化 导致的反射率降低现象,保证了片状激光放大器长期工作的稳定性;
[0019] 4、端镜的表面法线与入射激光成微小夹角,2个端镜呈"八"字分布,有效抑制了端 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。
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型的整体结构示意爆炸图;
[0021] 图2为本实用新型的片箱和灯箱俯视图;
[0022] 图3为本实用新型的片箱结构示意图;
[0023] 图4为本实用新型的端镜排列示意图。
[0024] 图中:1 一片箱,11一增益介质,12-压框,13-支撑杆,2-第一灯箱,21-隔板玻 璃,23-氙灯,3-第二灯箱,4一端镜,41 一端镜的法线,5-端镜,6-框架底座,7-第二反 射器,8-入射激光。
【具体实施方式】
[0025] 为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合本实用新型的 附图,对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述,基于本申请中的实施例,本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例,都应当属于本申请 保护的范围。
[0026] 实施例一:
[0027] 如图1所示,一种片状激光放大器,包括片箱1、2个灯箱、框架、端镜4、端镜5和 反射器7,增益介质11固定连接在片箱1内,片箱1包括上端面、下端面、入射面、出射面和 2个栗浦面,增益介质11在片箱1内倾斜设置,增益介质11表面法线与入射激光8的夹角 为布儒斯特角。片箱1固定连接在框架的中心,2个灯箱分别为第一灯箱2和第二灯箱3, 第一灯箱2和第二灯箱3分别与片箱1的2个栗浦面的相对,灯箱通电后的氙灯光作为栗 浦光,为增益介质11提供栗浦能量,灯箱与框架固定连接。端镜4和端镜5与所述框架固 定连接,端镜4与入射面相对,端镜5与出射面相对。灯箱包括氙灯23、反射器和隔板玻璃 21,除隔板玻璃21所在的侧面外,灯箱的内侧面均设有反射器,反射器为平板反射器,反射 器的镀层为三层,由内向外依次是:铜膜层、银膜层和SiOj莫层。铜膜层厚度为10 μ m,银 膜层厚度不低于40 μ m,镀层要求牢固,以避免在强氙灯光辐照以及在灯箱维护等过程中脱 落,镀银后表面抛光至镜面,对镀银反射器涂镀SiOj莫层,防止镀银层硫化导致反射率降 低,隔板玻璃21的内表面和外表面均镀有增透的宽带化学膜,宽带是指从紫外光到红外光 的光谱带,使得氙灯光平均透过率大于94%。反射器的设置增加了对氙灯光的反射,使得氙 灯光最大程度地反射到增益介质表面,从而提高了栗浦效率。本实用新型的片状激光放大 器为封闭装置,框架的上表面设有氮气流入口,下表面设有氮气流出口和电气接口,用于通 入氮气对增益介质和整个激光放大器进行冷却。对于框架,图中只示出了框架底座6。
[0028] 如图2所示,第一灯箱2的氙灯23和第二灯箱3的氙灯23沿激光主光路方向呈对 称排布,每一个灯箱中的氙灯23均为9支,并且等间距排列。
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