一種片狀激光放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及高功率固體激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種片狀激光放大 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在高功率固體激光驅(qū)動(dòng)器30多年的發(fā)展歷程中，激光驅(qū)動(dòng)器技術(shù)得到了飛速的 發(fā)展，特別是在激光慣性約束聚變技術(shù)的激勵(lì)下，世界許多國(guó)家的重要單位和實(shí)驗(yàn)室都對(duì) 各種規(guī)模和各種水平的超高功率激光驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了大量研究，比如美國(guó)利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室、 法國(guó)里梅爾實(shí)驗(yàn)室、日本大阪大學(xué)激光工程中心等。其中，美國(guó)利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室研制的高功 率激光驅(qū)動(dòng)器代表了世界最高水平，從70年代開(kāi)始先后建造了 Janus、Argus、Shiva、Nova 和NIF等固體激光器系統(tǒng)，大口徑片狀激光放大器取得了巨大發(fā)展。在這些激光驅(qū)動(dòng)器中， 非常重要的一個(gè)模塊是片狀激光放大器，它主要解決裝置縱向能流傳遞轉(zhuǎn)換問(wèn)題，是整個(gè) 驅(qū)動(dòng)器的核心部分，其性能的好壞直接影響裝置的輸出能量和功率，對(duì)系統(tǒng)的總體性能有 著重要影響。
[0003] 衡量片狀放大器的重要參數(shù)有放大器尺寸、小信號(hào)增益系數(shù)、增益均勻性等，對(duì)放 大器尺寸影響較大的是放大器的栗浦源，目前常用的片狀激光放大器的栗浦源主要有氙燈 和激光二極管，激光二極管具有尺寸小、易于集成等優(yōu)勢(shì)，但由于工藝不成熟，激光二極管 的價(jià)格昂貴、均勻性難以做得很好，氙燈雖然體積大，但價(jià)格便宜，是目前片狀激光放大器 的主要選擇。
[0004] 由于片狀激光放大器需要高增益輸出，在高增益情況下，由于放大自發(fā)福射效應(yīng) 的存在，會(huì)導(dǎo)致激光放大器增益出現(xiàn)明顯的塌邊現(xiàn)象，使得激光經(jīng)過(guò)放大器后的波前畸變 明顯，影響了激光放大器的使用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種抑制增益塌邊效應(yīng)的片狀 激光放大器，該激光放大器結(jié)構(gòu)緊湊，小信號(hào)增益系數(shù)大，增益均勻性好。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
[0007] -種片狀激光放大器，包括片箱、燈箱和框架，所述片箱內(nèi)固定連接有增益介質(zhì)， 所述燈箱包括氙燈和隔板玻璃，所述片箱包括上端面、下端面、入射面、出射面和2個(gè)栗浦 面，所述燈箱為2個(gè)，分別為第一燈箱和第二燈箱，所述片箱固定連接在所述框架的中心， 所述第一燈箱和第二燈箱分別與所述片箱的2個(gè)栗浦面相對(duì)，所述燈箱與所述框架固定連 接，所述第一燈箱的氙燈和第二燈箱的氙燈沿激光主光路方向呈非對(duì)稱錯(cuò)位排布。
[0008] 進(jìn)一步，所述增益介質(zhì)傾斜放置，增益介質(zhì)表面法線與入射激光的夾角為布儒斯 特角。
[0009] 進(jìn)一步，所述第一燈箱與增益介質(zhì)最靠近出射面的邊緣平齊，所述第二燈箱與增 益介質(zhì)最靠近入射面的邊緣平齊，增益介質(zhì)最靠近出射面的邊緣到第一燈箱的距離小于增 益介質(zhì)最靠近入射面的邊緣到第一燈箱的距離。
[0010] 進(jìn)一步，所述氙燈為9支，并且等間距排列。
[0011] 進(jìn)一步，6支所述氙燈串聯(lián)為一個(gè)放電回路，所述放電回路的工作電壓為 20. 9-23. lkV/回路，電容為349-385 μ F/回路，電感為66. 5-73. 5 μ H/回路，電阻為 93-103ι?Ω/ 回路。
[0012] 進(jìn)一步，所述燈箱還包括第一反射器，除隔板玻璃所在的側(cè)面外，所述燈箱的內(nèi)側(cè) 面設(shè)有所述第一反射器。
[0013] 進(jìn)一步，所述第一反射器表面鍍有SiOj莫層。
[0014] 進(jìn)一步，所述隔板玻璃的內(nèi)表面和外表面分別鍍有增透的寬帶化學(xué)膜。
[0015] 進(jìn)一步，所述片箱還包括壓框，所述壓框與增益介質(zhì)的端面固定連接，所述激光放 大器還包括第二反射器，所述第二反射器位于增益介質(zhì)和壓框之間。
[0016] 進(jìn)一步，所述激光放大器還包括2個(gè)端鏡，2個(gè)所述端鏡與所述框架固定連接， 2個(gè)所述端鏡分別與入射面和出射面相對(duì)，所述端鏡的表面法線與入射激光的夾角為 0.8-1.2。。
[0017] 本實(shí)用新型的有益效果如下：
[0018] 1、第一燈箱的氙燈和第二燈箱的氙燈呈非對(duì)稱錯(cuò)位排布，提高了氙燈輻射光在增 益介質(zhì)表面分布的均勻性和氙燈的發(fā)光效率，同時(shí)抑制了高增益導(dǎo)致的增益塌邊現(xiàn)象，提 高了片狀放大器的增益均勻性；
[0019] 2、燈箱中除了隔板玻璃面的其余各面以及片箱的兩端面均設(shè)有反射器，增加了對(duì) 栗浦光的反射，使栗浦光最大程度的反射到增益介質(zhì)表面，提高了栗浦效率；
[0020] 3、反射器表面鍍有SiOj莫層，具有保護(hù)其內(nèi)側(cè)的鍍銀層的作用，防止鍍銀層硫化 導(dǎo)致的反射率降低現(xiàn)象，保證了片狀激光放大器長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性；
[0021] 4、通過(guò)燈箱與增益介質(zhì)之間位置的設(shè)置，以及反射板與增益介質(zhì)之間位置的設(shè) 置，使整個(gè)片狀激光放大器結(jié)構(gòu)更為緊湊，同時(shí)整個(gè)栗浦腔的傳輸效率提高10%以上；
[0022] 5、端鏡的表面法線與入射激光成微小夾角，2個(gè)端鏡呈"八"字分布，有效抑制了端 鏡剩余反射引起的自激振蕩，保證了整個(gè)片狀放大器的可靠運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意爆炸圖；
[0024] 圖2為本實(shí)用新型的片箱和燈箱俯視圖；
[0025] 圖3為本實(shí)用新型的片箱結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖4為本實(shí)用新型的端鏡排列示意圖。
[0027] 圖中：1一片箱，11一增益介質(zhì)，111一第一豎邊，112-第二豎邊，12-壓框，13-支 撐桿，2-第一燈箱，21-隔板玻璃，23-氙燈，3-第二燈箱，4一端鏡，41 一端鏡的法線，5- 端鏡，6-框架底座，7-第二反射器，8-入射激光。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合本實(shí)用新型的 附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其它類同實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng) 保護(hù)的范圍。
[0029] 實(shí)施例一：
[0030] 如圖1所示，一種片狀激光放大器，包括片箱1、2個(gè)燈箱、框架、端鏡4、端鏡5、第 二反射器7(圖中未示出），增益介質(zhì)11固定連接在片箱1內(nèi)，增益介質(zhì)11為片狀，片箱1 包括上端面、下端面、入射面、出射面和2個(gè)栗浦面，增益介質(zhì)11在片箱1內(nèi)傾斜設(shè)置，增益 介質(zhì)11表面法線與入射激光8的夾角為布儒斯特角。片箱1固定連接在框架的中心，2個(gè) 燈箱分別為第一燈箱2和第二燈箱3,第一燈箱2和第二燈箱3分別與片箱1的2個(gè)栗浦面 相對(duì)，燈箱與框架固定連接。端鏡4和端鏡5與所述框架固定連接，端鏡4與入射面相對(duì)， 端鏡5與出射面相對(duì)。燈箱包括氙燈23、第一反射器和隔板玻璃21，除隔板玻璃21所在的 側(cè)面外，燈箱的內(nèi)側(cè)面均設(shè)有第一反射器，第一反射器的鍍層為三層，由內(nèi)向外依次是：銅 膜層、銀膜層和SiOj莫層。銅膜層厚度為10 μ m，銀膜層厚度不低于40 μ m，鍍層要求牢固， 以避免在強(qiáng)氙燈光輻照以及在燈箱維護(hù)等過(guò)程中脫落，鍍銀后表面拋光至鏡面，對(duì)鍍銀反 射器涂鍍SiOj莫層，防止鍍銀層硫化導(dǎo)致反射率降低，隔板玻璃21的內(nèi)表面和外表面均鍍 有增透的寬帶化學(xué)膜，寬帶是指從紫外光到紅外光的光譜帶，使得氙燈光平均透過(guò)率大于 94%。第一反射器的設(shè)置增加了對(duì)氙燈光的反射，使得氙燈光最大程度地反射到增益介質(zhì) 11表面，從而提高了栗浦效率。本實(shí)用新型的片狀激光放大器為封閉裝置，框架的上表面設(shè) 有氮?dú)饬魅肟冢卤砻嬖O(shè)有氮?dú)饬鞒隹诤碗姎饨涌?，用于通入氮?dú)鈱?duì)增益介質(zhì)和整個(gè)激光 放大器進(jìn)行冷卻。對(duì)于框架，圖中只示出了框架底座6。
[0031] 如圖2所示，第一燈箱2的氙燈23和第二燈箱3的氙燈23沿激光主光路方向呈 非對(duì)稱錯(cuò)位排布，第一燈箱2的氙燈23的中心位于對(duì)應(yīng)的第二燈箱3的兩個(gè)氙燈23的中 點(diǎn)處，第二燈箱3的氙燈23的中心位于對(duì)應(yīng)的第一燈箱2的兩個(gè)氙燈23的中點(diǎn)處，增益介 質(zhì)11包括第一豎邊