專利名稱：皮秒激光脈沖再生放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種基于雙電光晶體的皮秒激光脈沖再生放大器。
背景技術(shù)：
目前，經(jīng)鎖模激光器產(chǎn)生的光脈沖由于其極窄的脈沖寬度(10_1(1_10_15秒)，受到人們的廣泛關(guān)注，由其直接輸出的皮秒激光脈沖的重復(fù)頻率較高，但由于其單脈沖能量和峰值功率都較低，從而大大限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。由上述可見，為了獲得更大的脈沖能量和更高的峰值功率，則勢必需要對鎖模皮秒激光脈沖進(jìn)行放大，但單通或多通能量放大器并不能實(shí)現(xiàn)對弱信號的有效放大，需要首先通過再生放大器才能實(shí)現(xiàn)對其有效地放大。參照圖1中所示，目前行業(yè)里常采用的再生放大器包括第一偏振片101、第二偏振片102、第三偏振片103、旋轉(zhuǎn)器104、電光Q開關(guān)105、第一波片106、第二波片107、第一平面全反鏡108、第二平面全反鏡109以及Nd:YAG激光晶體110，其中，Nd:YAG激光晶體采用 6個(gè)脈沖激光二極管側(cè)面泵浦，旋轉(zhuǎn)器104為法拉第旋轉(zhuǎn)器，所受第一波片106為λ /2波片，第二波片107為λ/4波片。該所述再生放大器的基本工作原理是從鎖模脈沖波例即種子光中選出單脈沖，使得其在放大器Nd: YAG激光晶體中往返得到106倍左右放大后輸出。由圖1所示結(jié)構(gòu)可以看出，在對皮秒激光脈沖進(jìn)行放大時(shí)，每次種子光在腔內(nèi)振蕩都是以水平線偏光經(jīng)過Nd:YAG激光晶體，且這種水平線偏光經(jīng)過Nd:YAG激光晶體吋，其對能量的提取效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于圓偏光對Nd:YAG激光晶體的能量提取率，故目前采用的再生放大器并不是對皮秒激光脈沖進(jìn)行放大的理想選擇。

發(fā)明內(nèi)容
基于現(xiàn)有再生放大器所存在的問題，本發(fā)明的之一目的在于提供了ー種采用圓偏光對激光晶體進(jìn)行能量提取的皮秒激光脈沖再生放大器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案所述皮秒激光脈沖再生放大器包括第一偏振片、第一波片和旋轉(zhuǎn)器構(gòu)成的再生放大器種子光導(dǎo)入和放大光導(dǎo)出裝置；激光晶體；沿種子光傳播方向依序設(shè)置的第二偏振片、第二波片、第一電光Q開關(guān)、第三偏振片；放大諧振腔的兩個(gè)腔鏡由第一平面全反鏡和第二平面全反鏡構(gòu)成。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述皮秒激光脈沖再生放大器還包括一第三波片，且該第三波片置設(shè)于第二平面全反鏡和激光晶體之間。進(jìn)ー步地，所述激光晶體為Nd:YAG棒。
進(jìn)ー步地，所述旋轉(zhuǎn)器為法拉第旋轉(zhuǎn)器。進(jìn)ー步地，所述第一波片為λ/2波片，第二波片和第三波片均為λ/4波片。進(jìn)ー步地，所述激光晶體采用6個(gè)脈沖激光二極管側(cè)面泵浦。
此外，作為本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明所述皮秒激光脈沖再生放大器包括第一偏振片、第一波片和旋轉(zhuǎn)器構(gòu)成的再生放大器種子光導(dǎo)入和放大光導(dǎo)出裝置；激光晶體；沿種子光傳播方向依序設(shè)置的第二偏振片、第二波片、第一電光Q開關(guān)、第三偏振片；放大諧振腔的兩個(gè)腔鏡由第一平面全反鏡和第二平面全反鏡構(gòu)成。進(jìn)ー步地，在該所述皮秒激光脈沖再生放大器中還包括一第二電光Q開關(guān)，該第 ニ電光Q開關(guān)置設(shè)于第三偏振片和激光晶體之間。進(jìn)ー步地，所述激光晶體為Nd:YAG棒。進(jìn)ー步地，所述旋轉(zhuǎn)器為法拉第旋轉(zhuǎn)器。進(jìn)ー步地，所述第一波片為λ/2波片，第二波片為λ/4波片。進(jìn)ー步地，所述激光晶體采用6個(gè)脈沖激光二極管側(cè)面泵浦。本發(fā)明所述皮秒激光脈沖再生放大器，通過采用圓偏光對Nd:YAG激光晶體進(jìn)行能量提取，大大提高了能量提取效率，并且實(shí)現(xiàn)了更高能量種子光的放大，應(yīng)用中可獲得比現(xiàn)有技術(shù)更大的脈沖能量和更高的峰值功率，且該皮秒激光脈沖再生放大器結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好，實(shí)用性強(qiáng)。


圖1為現(xiàn)有再生放大器的光路圖。圖2為本發(fā)明所述皮秒激光脈沖再生放大器之一實(shí)施例的光路圖。圖3為本發(fā)明所述皮秒激光脈沖再生放大器之另ー實(shí)施例的光路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施來對本發(fā)明所受皮秒激光脈沖再生放大器作進(jìn)ー步地詳細(xì)說明。本發(fā)明所述皮秒激光脈沖再生放大器的目的在于使得毎次經(jīng)過各向同性Nd:YAG 激光晶體的光均為圓偏振，進(jìn)而以増加能量的提取效率，實(shí)現(xiàn)更高能量種子光放大。作為對現(xiàn)有再生放大器的改進(jìn)，參照圖2中所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的皮秒激光脈沖再生放大器進(jìn)ー步包括一第三波片112，該第三波片112置設(shè)于第二平面全反鏡109和激光晶體110之間。繼續(xù)參考圖2，第一實(shí)施例的皮秒激光脈沖再生放大器具體包括組成放大諧振腔的第一平面全反鏡108、第二平面全反鏡109，以及設(shè)置在第一、ニ平面全反鏡108、109之間的第一偏振片101、第一波片106、旋轉(zhuǎn)器104、第二偏振片102、第二波片107、第一電光Q 開關(guān)111、第三偏振片103、激光晶體110、第三波片112。其中，種子光依序經(jīng)第一偏振片101、第一波片106、旋轉(zhuǎn)器104、第二偏振片102、 第二波片107、第一電光Q開關(guān)111和第一平面全反鏡108，且經(jīng)第一平面全反射鏡108全反射后經(jīng)第一電光Q開關(guān)111到達(dá)第二波片107，進(jìn)ー步在該第二波片107的作用下，使得線偏振光變成圓偏振光后經(jīng)過第二偏振片102和第三偏振片103反射下進(jìn)入激光晶體110 提取能量，然后再經(jīng)過第三波片112到達(dá)第二平面全反鏡109，且進(jìn)ー步在該第二平面全反射鏡109反射后再次經(jīng)過第三波片112進(jìn)入激光晶體110提取能量。在上述過程中，經(jīng)第二平面全反射鏡109反射后圓偏振光在傳輸至激光晶體110之前，還需在第三波片112的作用變回原來的豎直線偏振光，進(jìn)ー步繼續(xù)在放大諧振腔內(nèi)震蕩，從而增加種子光對激光晶體110能量的提取效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了更高的對種子光的放大。如圖2所示，放大后的種子光依序經(jīng)過旋轉(zhuǎn)器104和第一波片106，且在第一偏振片101作用下透射出去，在圖2中，第一偏振片101與種子光之間的箭頭標(biāo)識種子光導(dǎo)入， 而其斜上箭頭表示種子光放大導(dǎo)出。再參見圖3所示，本發(fā)明第二實(shí)施例的皮秒激光脈沖再生放大器在現(xiàn)有再生放大器的基礎(chǔ)上進(jìn)一歩變更，即，在第三偏振片203和激光晶體210之間外加一第二電光Q開關(guān) 213。其中，種子光依序經(jīng)第一偏振片101、第一波片106、法拉第旋轉(zhuǎn)器204、第二偏振片202、第二波片207、第一電光Q開關(guān)211和第一平面全反鏡208，且經(jīng)第一平面全反射鏡 208全反射后經(jīng)第一電光Q開關(guān)111到達(dá)第二波片207，進(jìn)ー步在該第二波片207的作用下， 使得線偏振光變成圓偏振光后經(jīng)過第二偏振片202和第三偏振片203透射下經(jīng)第二電光Q 開關(guān)213進(jìn)入激光晶體210，然后再到達(dá)第二平面全反鏡209，且進(jìn)ー步在該第二平面全反射鏡209全反射后進(jìn)入激光晶體210提取能量。提取能量后的種子光經(jīng)第三偏振片203、第二偏振片202射入至第二波片207，且在該第二波片207作用下由圓偏振光變回原來的豎直線偏振光，繼續(xù)在放大諧振腔內(nèi)震蕩，即，進(jìn)一步經(jīng)過第一電光Q開關(guān)211到達(dá)第一平面全反鏡208，并在該第一平面全反鏡 208的全反射作用下再經(jīng)過第一電光Q開關(guān)211、第二波片207、第二偏振片202、第三偏振片203、第二電光Q開關(guān)213進(jìn)入激光晶體210中提取能量，進(jìn)ー步再在第二平面全反射鏡 209的反射作用下再經(jīng)過激光晶體210中提取能量。放大后的種子光依序經(jīng)過法拉第旋轉(zhuǎn)器204和第一波片206，且在第一偏振片201 作用下導(dǎo)出。此外，在本發(fā)明第二實(shí)施例中，通過第二電光Q開關(guān)213的信號延時(shí)，可以對輸出再生信號的波形和脈寬進(jìn)行控制，進(jìn)ー步可輸出單一波峰，實(shí)現(xiàn)更小的脈寬。在本發(fā)明中，所述旋轉(zhuǎn)器204為法拉第旋轉(zhuǎn)器；第一波片206為λ /2波片，第二波片207和第三波片212為λ /4波片；所述激光晶體210為各向同性的Nd: YAG棒，且具體應(yīng)用時(shí)，該所述激光晶體210采用6個(gè)脈沖激光二極管側(cè)面泵浦。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種皮秒激光脈沖再生放大器，包括第一偏振片、第一波片和旋轉(zhuǎn)器構(gòu)成的再生放大器種子光導(dǎo)入和放大光導(dǎo)出裝置；激光晶體；沿種子光傳播方向依序設(shè)置的第二偏振片、第二波片、第一電光Q開關(guān)、第三偏振片；放大諧振腔的兩個(gè)腔鏡由第一平面全反鏡和第二平面全反鏡構(gòu)成，其特征在于，還包括一第三波片，且該第三波片置設(shè)于第二平面全反鏡和激光晶體之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述皮秒激光脈沖再生放大器，其特征在干，所述激光晶體為 NchYAG 棒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述皮秒激光脈沖再生放大器，其特征在干，所述旋轉(zhuǎn)器為法拉第旋轉(zhuǎn)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述皮秒激光脈沖再生放大器，其特征在干，所述第一波片為λ/2 波片，第二波片和第三波片均為λ/4波片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述皮秒激光脈沖再生放大器，其特征在干，所述激光晶體采用 6個(gè)脈沖激光二極管側(cè)面泵浦。
6.ー種皮秒激光脈沖再生放大器，包括第一偏振片、第一波片和旋轉(zhuǎn)器構(gòu)成的再生放大器種子光導(dǎo)入和放大光導(dǎo)出裝置；激光晶體；沿種子光傳播方向依序設(shè)置的第二偏振片、第二波片、第一電光Q開關(guān)、第三偏振片；放大諧振腔的兩個(gè)腔鏡由第一平面全反鏡和第二平面全反鏡構(gòu)成，其特征在干，所述皮秒激光脈沖再生放大器還包括一第二電光Q開關(guān)，且該第二電光Q開關(guān)置設(shè)于第三偏振片和激光晶體之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述皮秒激光脈沖再生放大器，其特征在干，所述激光晶體為 NchYAG 棒。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述皮秒激光脈沖再生放大器，其特征在干，所述旋轉(zhuǎn)器為法拉第旋轉(zhuǎn)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述皮秒激光脈沖再生放大器，其特征在干，所述第一波片為λ/2 波片，第二波片為λ/4波片。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述皮秒激光脈沖再生放大器，其特征在干，所述激光晶體采用6個(gè)脈沖激光二極管側(cè)面泵浦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種皮秒激光脈沖再生放大器，包括第一偏振片、第一波片和法拉第旋轉(zhuǎn)器構(gòu)成的再生放大器種子光導(dǎo)入和放大光導(dǎo)出裝置；激光晶體；沿種子光傳播方向依序設(shè)置的第二偏振片、第二波片、第一電光Q開關(guān)、第三偏振片；放大諧振腔的兩個(gè)腔鏡由第一平面全反鏡和第二平面全反鏡構(gòu)成；以及第三波片，該第三波片置設(shè)于第二平面全反鏡和激光晶體之間。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于通過采用圓偏光對Nd:YAG激光晶體進(jìn)行能量提取，大大提高了能量提取效率，并且實(shí)現(xiàn)了更高能量種子光的放大，且結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好，極具實(shí)用性。
文檔編號G02F1/39GK102570272SQ201110362650
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者吳海濤, 李迎春, 樊仲維, 牛崗 申請人:北京國科世紀(jì)激光技術(shù)有限公司