薄片增益介质和折镜构成的放大链路、光束导出 装置；种子激光器输出波长与薄片增益介质受激发射峰相匹配的高光束质量的激光光束； 激光光束的截面为环形光斑；激光光束通过光束导入装置导入放大链路；激光光束进入放 大链路后依次通过多个薄片增益介质和折镜后进入光束尺寸变换器；光束尺寸变换器将激 光光束尺寸放大；激光光束穿过光束尺寸变换器后一部分通过光束导出装置导出、另一部 分继续在放大链路中传播；激光光束通过多个薄片增益介质和折镜后的传播方向与激光光 束被导入放大链路时的传播方向一致。
[0011] 作为本方案的优选；环形光斑的外轮廓与内轮廓形状相同
[0012] 作为本方案的优选；光束导入装置为反射镜，其反射区域尺寸等于略大于注入放 大链路的激光光束的截面尺寸，镜面尺寸等于或大于反射区域尺寸。
[0013] 作为本方案的优选；光束导出装置设置于光束尺寸变换器和光束导入装置之间； 光束导出装置中屯、设置有通孔或透镜；通孔或透镜的尺寸大于导入放大链路时的激光光束 的截面尺寸，小于通过光束放大装置后的激光光束的截面尺寸。
[0014] 作为本方案的优选；光束尺寸变换器为伽利略望远镜或开普勒望远镜。
[0015] 作为本方案的优选；薄片增益介质被累浦机构均匀累浦；所述薄片增益介质的累 浦方式为前表面累浦或后表面累浦或侧面累浦；所述薄片增益介质可W直接或间接被冷却 或不冷却；所述激光光束可W被薄片增益介质反射或透射通过薄片增益介质。
[0016] 作为本方案的优选；激光光束为振腔直接输出或采用MOPA结构放大输出。
[0017] 本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中激光经过一个 放大周期后，功率增大，再经过光束尺寸变换器增大其光斑尺寸，因为变换后光束内轮廓等 于或略大于导入装置的反射区域尺寸，因此不会被其遮拦，而继续在环路中传输。并且因为 每个放大周期光束尺寸依次增大，薄片增益介质上各次光斑的孔径区域不同。通过合理的 设计放大环路中的薄片增益介质个数、薄片参数W及累浦强度，使一个放大周期激光功率 增大约M 2倍，每个放大周期内，激光在薄片上的功率密度相等且不相互交叠，因此具有相同 的增益系数，每个周期便能维持相同的放大倍率m2。
[0018] 在经过若干个放大周期，环形光斑尺寸增大若干次后，其尺寸超出了薄片的增益 区尺寸，激光将不再被放大，而在光束尺寸变换器与放大周期内第一个薄片增益介质间放 置光束导出装置。光束由光束导出装置导出放大链路外实现激光输出。
[0019] 由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效 果也是显而易见的。
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型薄片增益介质作为折镜使用的环形光斑薄片激光放大器示意 图。
[0021] 图2为本实用新型薄片增益介质作为透镜使用的环形光斑薄片激光放大器示意 图。
[0022] 图3为本实用新型薄片增益介质另一种作折镜使用的环形光斑薄片激光放大器 示意图。
[0023] 图中，1为种子激光器，2为激光光束，3为光束导入装置，4为放大后的激光光束，5 为薄片增益介质，6为光束尺寸变换器，7为光束导出装置，8为累浦系统，9为折镜。
【具体实施方式】
[0024] 为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个【具体实施方式】，并结合其附图，对 本方案进行阐述。
[0025] 通过附图可W看出，本方案的第一种实现方式如图1所示，包括种子激光光器、光 束导入装置、薄片增益介质或薄片增益介质序列（包含其累浦系统）、光束尺寸变换器、光 束导出装置。其中，种子激光器可W输出具有较高光束质量（20倍衍射极限内）的环形激 光光束，该一激光功率I?可W为几十瓦到几百瓦，其环形光斑的内外轮廓均为楠圆形，内 外圆长轴/11和/^1分别为3. 5mm和7mm，而短轴均为长轴的^/^/2倍。激光光束被45度放置 的光束导入装置反射，光束导入装置为一个圆形反射镜，其直径稍大于7mm，因此激光光束 会全部被光束导入装置反射作为被放大的激光光束进入放大链路。激光光束依次经过被累 浦系统累浦的薄片增益介质（本实例中薄片数目为脚后再次射向导入装置及第一个薄片 增益介质。在本实例中，薄片增益介质口径为圆形，其直径约为30mm，厚度为1?2mm，其被 均匀冷却和满口径均匀累浦。于此同时，激光光束的功率在通过薄片增益介质后，功率被放 大。其放大倍率约为
【主权项】
1. 一种环形光斑薄片放大器，其特征是；包括有种子激光器、光束导入装置、光束尺寸 变换器、由薄片增益介质和折镜构成的放大链路、光束导出装置；所述种子激光器输出波长 与薄片增益介质受激发射峰相匹配的高光束质量的激光光束；所述激光光束的截面为环形 光斑；所述激光光束通过光束导入装置导入放大链路；所述激光光束进入放大链路后依次 通过多个薄片增益介质和折镜后进入光束尺寸变换器；所述光束尺寸变换器将激光光束尺 寸放大；所述激光光束穿过光束尺寸变换器后一部分通过光束导出装置导出、另一部分继 续在放大链路中传播；所述激光光束通过多个薄片增益介质和折镜后的传播方向与激光光 束被导入放大链路时的传播方向一致。
2. 根据权利要求1所述的一种环形光斑薄片放大器，其特征是；所述环形光斑的外轮 廓与内轮廓形状相同。
3. 根据权利要求1所述的一种环形光斑薄片放大器，其特征是；所述光束导入装置为 反射镜，其反射区域尺寸等于略大于注入放大链路的激光光束的截面尺寸，镜面尺寸等于 或大于反射区域尺寸。
4. 根据权利要求1所述的一种环形光斑薄片放大器，其特征是；所述光束导出装置设 置于光束尺寸变换器和光束导入装置之间；所述光束导出装置中屯、设置有通孔或透镜；所 述通孔或透镜的尺寸大于导入放大链路时的激光光束的截面尺寸，小于通过光束放大装置 后的激光光束的截面尺寸。
5. 根据权利要求1所述的一种环形光斑薄片放大器，其特征是：所述光束尺寸变换器 为伽利略望远镜或开普勒望远镜。
6. 根据权利要求1所述的一种环形光斑薄片放大器，其特征是；所述薄片增益介质被 累浦机构均匀累浦；所述薄片增益介质的累浦方式为前表面累浦或后表面累浦或侧面累 浦；所述薄片增益介质可W直接或间接被冷却或不冷却；所述激光光束可W被薄片增益介 质反射或透射通过薄片增益介质。
7. 根据权利要求1所述的一种环形光斑薄片放大器，其特征是；所述激光光束为振腔 直接输出或采用MOPA结构放大输出。
【专利摘要】本实用新型提供了一种环形光斑薄片放大器的技术方案，该方案可以将便于利用非稳腔获得的高光束质量、低功率环形激光光束多次以不同的光束尺寸通过同一薄片增益介质或薄片增益介质序列的不同孔径区域，实现高激光功率密度的等光通量激光提取，不但有效的抑制了ASE并实现较高的光光转换效率，还可以避免薄片上径向激光不均匀引起的温度梯度和温度致光学畸变。
【IPC分类】H01S3-10, H01S3-16
【公开号】CN204290029
【申请号】CN201420574246
【发明人】范国滨, 张卫, 尚建力, 于蓝, 安向超, 唐淳, 万敏, 高清松
【申请人】中国工程物理研究院应用电子学研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年9月30日