CN107851956A - 激光放大器 - Google Patents

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刘泰俊
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金正默
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Abstract

本发明涉及通过抵消被放大的激光的畸变，能够高输出的激光放大器，根据本发明的一实施例，包括：第一放大介质，用于放大透射的激光；第二放大介质，与所述第一放大介质相隔开配置，用于放大透射的激光；预补偿透镜部，设置于所述第一放大介质的前侧，预补偿照射到所述第一放大介质的激光以抵消在所述第一放大介质和第二放大介质上发生的热透镜效应；第一偏振透射镜，相对于照射至所述第一放大介质的前端的激光倾斜地设置，从所照射的光中对朝特定方向振动的激光进行透射，对朝其他方向振动的激光进行反射；偏振转换板，设置于所述第二放大介质的后侧，用于转换透过所述第二放大介质的激光的振动方向；以及第一反射镜，设置于所述偏振转换板的后侧，用于反射激光。

Description

激光放大器
技术领域
本发明涉及一种激光放大器，更详细而言，通过抵消被放大的激光的畸变，能够高输出的激光放大器。
背景技术
最近，在工业及研究现场上对利用激光的领域进行积极地研究。
尤其，最近以分光学、纳米图形化、粒子加速、核融合等研究领域为代表的三维打印、照明、通讯、表演等生活现场以及焊接、切断、表面改质等工业现场上积极地开发着激光。
工业用激光当前所面临的课题是使激光输出高性能化，目前使用的方法是通过将振荡的激光穿过放大介质层来放大激光并提高其输出的方法。
图1是示出目前使用的双通激光放大器(Double-Pass Laser Amplifier)的结构的概略示意图。
图1所示的双通激光放大器10，一对棒形激光放大介质20相隔开配置，在激光放大介质的前侧具备偏振反射镜30，在后侧具备偏振转换板50，在所述偏振转换板50的后侧具备反射镜40。
并且，在一对激光放大介质20之间可以具备90°石英旋光片60(Quartz Rotator)。
由此，从外部振荡而来的激光穿过偏振反射镜30时，只透射朝特定方向振动的激光，透射的激光穿过一对放大介质20时被放大后通过反射镜40而被反射，然后，再次穿过所述一对放大介质20时再次被放大。
此时，激光进行往返时，被所述反射镜40反射之前或之后，可穿过偏振转换板50来转换偏振方向。
并且，穿过所述偏振转换板50而偏振方向被转换的激光不透过所述偏振反射镜30被反射，被反射的激光可通过另外具备的再反射镜70照射到对象或其他的装置。
当激光穿过所述激光放大介质20时会产生热，因此时产生的热发生热偏振畸变效应导致透射的激光束的偏振方向不均匀而发生畸变，生成逆流的激光束。
于是，可通过在两个激光放大介质之间设置所述90°石英旋光片60来抵消从两侧照射的激光的畸变。
但是，所述90°石英旋光片60是只有在照射到两面的激光束的形状相同且对称时才能完整地实现畸变抵消效果，但是，因激光放大介质20内的热而产生的热透镜效应，激光束的直径逐渐变得不对称，此时，如图1所示，发生被所述反射镜40反射后穿过激光放大介质20的激光的一部分不被所述偏振反射镜30反射而透过后逆流(Lr)的问题。
另外，如图2所示，还提出了在激光放大介质20之间设置透镜组80的结构，但是，此结构由于在激光放大器的内部聚焦(f)，因此，在需要高功率输出时，在聚焦(f)的部分发生电火光导致稳定性降低，为防止此现象，需要另外增加真空管(省略图示)等附加组成，而且，在激光透过透镜时，在透镜的表面发生反射而设计上的负担变大。
如图3所示，还提出了将激光放大介质22的两面形成为倾斜或弯曲的结构。但是，此结构由于在激光放大器的内部没有聚焦的部分，因此，不需要真空管，且不需要透镜群或尽量减少透镜群，随此反射面数也会减少。
但是，由于在激光放大介质22的两面具有倾斜或弯曲面，因此，在激光会发生像差，并且，因凹陷的光学面而产生的激光的表面反射引起光学***的损坏，且设计上的负担也变大。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明是为解决所述问题点而提出的，其目的在于，提供一种以最简单的组成减少激光束的畸变现象及逆流现象而能够实现高输出的激光放大器。
本发明的课题并不局限于以上所提及的课题，对于未提及的其他课题本领域的技术人员可通过以下记载将会明确理解。
技术方案
为达成所述课题，根据本发明的一实施例，提供一种激光放大器，其中包括：第一放大介质，用于放大透射的激光；第二放大介质，与所述第一放大介质相隔开配置，用于放大透射的激光；预补偿透镜部，设置于所述第一放大介质的前侧，预补偿照射到所述第一放大介质的激光以抵消在所述第一放大介质和第二放大介质上发生的热透镜效应；第一偏振透射镜，相对于照射至所述第一放大介质的前端的激光倾斜地设置，从所照射的光中对朝特定方向振动的激光进行透射，而对朝其他方向振动的激光进行反射；偏振转换板，设置于所述第二放大介质的后侧，用于转换透过所述第二放大介质的激光的振动方向；以及第一反射镜，设置于所述偏振转换板的后侧，用于反射激光。
所述第一反射镜可形成凸出的反射面以使被反射的激光朝与被照射的路径相同的路径反射。
所述第一反射镜可形成凸出的反射面以使照射到所述反射面的激光截面的任意地点与所述反射面形成垂直。
所述预补偿透镜部可以扩散激光使得在所述激光接触所述第一放大介质时激光束的直径变宽为相当于直到经由所述第一放大介质和第二放大介质接触所述反射镜为止收缩的激光束的直径。
所述预补偿透镜部可由凸透镜和凹透镜的组合而构成。
所述预补偿透镜部可由凸透镜的组合而构成。
可进一步包括石英旋光片，所述石英旋光片设置于所述第一放大介质和所述第二放大介质之间，用于抵消照射到两面的激光的畸变。
可进一步包括用于再反射从所述第一偏振透射镜反射的激光的第二反射镜。
有益效果
根据本发明的激光放大器具有以下效果。
第一，通过具备预补偿透镜部，激光经由第一放大介质和第二放大介质的同时预先扩散补偿相当于缩小的激光束的幅度，因此，通过激光束的热能够预补偿透镜效果，从而能够减少激光束的畸变及逆流现象。
第二，反射镜形成为曲面而不是平面，于是照射到反射镜的激光截面的任意地点和反射面形成垂直，藉此，由于激光可按照与照射到反射镜的路径相同的路径反射，因此，激光束的形状和直径在90°石英旋光片的两面可以完整的对称，从而，能够减少激光束的逆流现象，并可以更加高功率输出激光。
本发明的效果并不局限于以上所提及的效果，对于未提及的其他效果本领域的技术人员可通过以下记载将会明确理解。
附图说明
通过参照附图将会更加良好地理解本发明的优选实施例的详细说明以及摘要。图中的优选实施例是举例说明本发明的。应理解本发明并不局限于图示的正确的配置及手段。
图1是示出现有的激光放大器的一例的图。
图2是示出现有的激光放大器的其他例的图。
图3是示出现有的激光放大器的其他另一例的图。
图4是示出根据本发明的一实施例的激光放大器的图。
图5是示出根据本发明的其他实施例的激光放大器的图。
图6是示出激光束的半径根据由图1的激光放大器放大的激光的距离而变化的图表。
图7是示出激光束的半径根据由图4的激光放大器放大的激光的距离而变化的图表。
图8是放大介质的间隔为10cm时，比较现有和根据本发明的一实施例的激光放大器而放大的激光的聚焦距离的图表。
图9是放大介质的间隔为30cm时，比较现有和根据本发明的一实施例的激光放大器而放大的激光的聚焦距离的图表。
图10是模拟在现有的激光放大器和本发明的激光放大器放大而输出的激光束的形状和比率以及逆流的激光束的形状和比率的图。
图11是表示根据现有的激光放大器和本实施例的激光放大器的动作条件变化而发生的损失率的图表。
具体实施方式
下面，参照附图说明能够具体实现本发明的目的的本发明的优选实施例。在说明本实施例时对相同的组成标注相同的名称及相同的符号，将省略对其的附加说明。
根据本实施例的激光放大器，如图4所示，可包括：第一放大介质112、第二放大介质114、预补偿透镜部160、第一偏振透射镜120、偏振转换板140、第一反射镜130、石英旋光片150以及第二反射镜170。
另外，本实施例的激光放大器100是用于放大所照射的激光的装置，另外可具备用于向所述激光放大器100照射激光的激光振荡器(省略图示)。
所述第一偏振透射镜120可以设置成所照射的激光中对朝特定方向振动的偏振激光进行透射，而对朝其他方向振动的偏振激光进行反射。
本实施例中举例说明所述第一偏振透射镜120透射P偏振光，反射其他方向的偏振光的情况。
并且，所述第一偏振透射镜120可以以具有照射激光的角度与倾斜的方式形成。
另外，所述激光振荡器(省略图示)振荡的激光可为P偏振激光。当然，本发明并不局限于第一偏振透射镜120的透射偏振光的种类及在激光振荡器(省略图示)振荡的激光的偏振光的种类。
所述第一放大介质112及所述第二放大介质114设置于所述第一偏振透射镜120的后侧，可为使穿过所述第一偏振透射镜120的激光放大的Nd：YAG棒(rod)，可相隔开间隔配置在激光的照射路径上。
所述偏振转换板140是用于改变设置在所述第二放大介质114的后侧而透射的激光的振动方向的组成要素，可为λ/4板。
而且，所述第一反射镜130是设置于所述偏振转换板140的后侧，将所照射的激光再次向所述第一放大介质112及第二放大介质114侧反射的组成要素，可以形成为反射激光的反射面具有凸出的形状。
在所述第一放大介质112与第二放大介质114之间可具备90°石英旋光片150。
所述90°石英旋光片150是为了消除逆流的激光束而用于相互抵消在设置于石英旋光片的两侧的第一放大介质112及第二放大介质114发生的热而引起的偏振畸变的组成要素。
在所述激光振荡器(省略图示)振荡的激光透过所述第一偏振透射镜120时，只透射朝特定方向振动的成分(P偏振光)的激光。
透过所述第一偏振透射镜120的激光，可在透过所述第一放大介质112及第二放大介质114时被放大。
经放大的激光可在被所述第一反射镜130反射后再次透过第一放大介质112及第二放大介质时被放大。
此时，激光透过设置在第一反射镜130及第二放大介质114之间的偏振转换板140，激光两次穿过所述偏振转换板140时，其偏振方向可被转换为不同的方向。
一方面，在所述第一反射镜130反射后透过第二放大介质114及第一放大介质112的激光经由所述第一偏振透射镜120，此时，激光透过所述偏振转换板140而成为偏振光的方向被改变的状态，因此，不透过第一偏振透射镜120而被反射。
并且，还可以具备将所述被反射的激光再次反射到所需的地方的第二反射镜170。
另外，激光穿过所述第一放大介质112及第二放大介质114时会加热所述第一放大介质112及第二放大介质114，由此产生热透镜效应。
因此，所述激光穿过所述第一放大介质112及第二放大介质114时，因热透镜效应逐渐被聚集而导致激光束的直径变窄
本实施例中，可通过在所述第一偏振透射镜120的前侧设置预补偿透镜部160来扩散激光束使得激光束的直径被扩张为相当于因第一放大介质112及第二放大介质114的热透镜效应而变窄的激光束的直径。
所述预补偿透镜部160可形成为包括凸透镜及凹透镜的伽利略形态，可设置于所述第一偏振透射镜120与激光振荡器(省略图示)之间。
当然，本发明并不局限于此，如图5所示，所述预补偿透镜部160可形成为由凸透镜的组合而成的开普勒形态。
因此，所述预补偿透镜部160可以使所述激光以初次入射第一放大介质112时的直径被扩散为所述激光往返穿过所述第一放大介质112及第二放大介质114时被聚集而缩小的激光束的直径的方式入射到所述第一放大介质112。
此时，所述激光穿过第一放大介质112及第二放大介质114时被聚集而激光束的直径变窄的量可根据所述激光的输出而不同，因此，所述预补偿透镜部160以能够调整所述激光束的扩散量、能够调整各凸透镜及凹透镜之间的距离的方式设置。
一方面，即便设置所述预补偿透镜部160也会发生所述激光穿过所述第一放大介质112和所述第二放大介质114时被聚集而穿过所述第二放大介质114后会朝激光束的直径变窄的方向聚集。
此时，所述第一反射镜130形成为凸出的反射面使得照射至反射面132的激光束L`截面的任意地点和所述反射面132形成垂直，从而，在所述第一反射镜130的反射面132反射的激光L`可与照射至所述反射面的路径形成相同的路径被反射。
换而言之，朝激光束的直径变小的方式聚集的激光束L`在所述第一反射镜130的凸出的反射面132反射的同时，可朝与照射至所述反射面132的角度及路径形成相同的角度及路径扩散的方向反射。
图6是示出通过现有的激光放大器放大的激光束的直径变化的图表。
设为放大介质20的长度为约10cm，放大介质20间的间隔为约10cm。
如图6所示，入射至最初放大介质20的激光束具有6mm的半径，穿过各放大介质20时因热透镜效应激光束的直径变窄，而被反射镜40反射后穿过所有放大介质20之后，激光束的直径可缩小为4.4mm左右。
图7是示出通过本实施例的激光放大器100放大的激光束的直径变化的图表。
与现有类似，设为第一放大介质112及第二放大介质114的长度为约10cm，第一放大介质112及第二放大介质114的间隔为约10cm。
如图7所示，照射至本实施例的激光放大器100的激光束通过所述预补偿透镜部160扩散激光束的直径，入射至所述第一放大介质112时被扩大为5.95mm左右，经由第一放大介质112及第二放大介质114聚集后，被第一反射镜130反射而再次扩散，然后偶，经由第一放大介质112及第二放大介质114时可再次被聚集。
由此可知激光第一次穿过第一放大介质112及第二放大介质114接触到第一反射镜130为止的激光束的直径变化与在所述第一反射镜130反射后穿过第一放大介质112及第二放大介质114的激光束的直径变化相同。
图7中由于激光束的直径变化量太少而省略图示，另外放大示出相应部分的尺度。
因此，以所述石英旋光片150为中心，在石英旋光片的两侧的激光束的直径变化相同，由于接触到所述石英旋光片150的两侧面的激光束的直径相同，因此，可以去除透过石英旋光片150的被畸变的激光束。
图8及图9是示出通过现有和本实施例的激光放大器而被放大的激光束的直径根据所述第一放大介质112与第二放大介质114之间的间隔变化而变化的图表。
图8示出所述第一放大介质112与第二放大介质114之间的间隔为约10cm时的情况，图9示出所述第一放大介质112与第二放大介质114之间的间隔为约30cm时的情况。
由图8可知，当所述第一放大介质112与第二放大介质114之间的间隔为约10cm时，通过现有的激光放大器10放大的激光L最后穿过所述第一放大介质112之后行进约89cm后聚焦。
相对于此，通过本实施例的激光放大器100放大的激光L`最后穿过第一放大介质112之后行进约4.3m后聚焦。
图表中未表示与现有差距太大而通过本实施例的激光放大器100放大的激光L`聚焦的地点，直径按图表中表示的倾斜度而变小时，激光束L`的直径成为最小的地点为4.3m。
即可知通过本实施例的激光放大器100放大的激光L`与现有相比可聚焦在更远的距离，这将发挥在今后使用经放大的激光的后处理装置的设计上能够确保有余的空间的效果。
如以往，若被放大的激光的聚焦距离过短，则今后处理被放大的激光的后处理装置所处的空间过于狭小，为解决此问题，需要再次扩散被放大的激光的透镜等组成，这些透镜等组成物可以反射激光，考虑到激光被放大的状态，还会发生周围装置或透镜被损坏的危险。
由图9所示的第一放大介质112与第二放大介质114之间的间隔为约30cm时的情况可知通过现有的激光放大器10放大的激光L最后穿过所述第一放大介质112之后行进约75cm后聚焦。这与第一放大介质112与第二放大介质114之间的间隔为10cm时相比更短。
而且，从所述第一放大介质112发射出的激光束L的半径也为3.4mm，与第一放大介质112与第二放大介质114之间的间隔为10cm时相比更窄，如此，若激光束L的半径变窄，则能量密度变高会引起放大介质损伤的危险。
相对于此，通过本实施例的激光放大器100放大的激光L`最后穿过第一放大介质112之后行进约4.3m后聚焦，由此可知通过本实施例的激光放大器100放大的激光束L`的直径与第一放大介质112与第二放大介质114的间隔无关。
因此，根据本实施例的激光放大器100，能够自如地设计第一放大介质112与第二放大介质114之间的间隔，由此获得能够充分地确保对设置在第一放大介质112与第二放大介质114之间的各种组成要素进行维修所需的空间的效果。
图10是模拟通过现有的激光放大器和本实施例的激光放大器放大而输出的激光束的形状和比率以及逆流的激光束的形状和比率的图。
在通过现有的激光放大器放大的激光束中，所输出的整体激光束中被逆流的激光束达1.58％，正常输出的激光束有98.42％。
相对于此，通过本实施例的激光放大器放大的激光束中，所输出的整体激光束中被逆流的激光束为6.22×10-6％，与以往相比显著减少。由此可知正常输出的激光束也为99.99％以上，即能正常地输出大部分激光束，与以往相比，其形状也显示更加完整的形态。
因此，存在即便更加大大地放大激光束，也几乎没有逆流的激光束，不仅能够提高输出效率，还能最大限度地减小设备受损的危险的效果。
图11是示出根据现有的激光放大器和本实施例的激光放大器的动作条件的变化而产生的损失率的图表。
图表中，动作条件是放大介质的放大量和热产生量的比率，损失率可为逆流的激光束的比率。
由图11的图表可知，现有的激光束放大器是放大介质的热产生量越多损失率也剧增，相对于此，本实施例的激光放大器是即便热产生量增加，与损失率及热产生量无关也能保持稳定。
以上说明了根据本发明的优选实施例，对本领域的技术人员来说除了以上所述实施例以外在本发明的要旨或范畴内可具体实施为其他的特定形态是明确的。因此，以上实施例并不是限制性的，是举例说明的。所以，本发明并不限定于上述的说明，在所附权利要求的范围及与其同等范围内可进行变更。

Claims (8)

1.一种激光放大器，其中包括：
第一放大介质，用于放大透射的激光；
第二放大介质，与所述第一放大介质相隔开配置，用于放大透射的激光；
预补偿透镜部，设置于所述第一放大介质的前侧，预补偿照射到所述第一放大介质的激光以抵消在所述第一放大介质和第二放大介质上发生的热透镜效应；
第一偏振透射镜，相对于照射至所述第一放大介质的前端的激光倾斜地设置，从所照射的光中对朝特定方向振动的激光进行透射，对朝其他方向振动的激光进行反射；
偏振转换板，设置于所述第二放大介质的后侧，用于转换透过所述第二放大介质的激光的振动方向；以及
第一反射镜，设置于所述偏振转换板的后侧，用于反射激光。
2.根据权利要求1所述的激光放大器，其中，所述第一反射镜形成凸出的反射面以使被反射的激光朝与被照射的路径相同的路径反射。
3.根据权利要求2所述的激光放大器，其中，所述第一反射镜形成凸出的反射面以使照射到所述反射面的激光截面的任意地点与所述反射面形成垂直。
4.根据权利要求1所述的激光放大器，其中，所述预补偿透镜部用于扩散激光使得在所述激光接触所述第一放大介质时激光束的直径变宽为相当于经由所述第一放大介质和第二放大介质直到接触所述反射镜为止收缩的激光束的直径。
5.根据权利要求4所述的激光放大器，其中，所述预补偿透镜部由凸透镜和凹透镜的组合而构成。
6.根据权利要求4所述的激光放大器，其中，所述预补偿透镜部由凸透镜的组合而构成。
7.根据权利要求1所述的激光放大器，其中，进一步包括石英旋光片，所述石英旋光片设置于所述第一放大介质和所述第二放大介质之间，用于抵消照射到两面的激光的畸变。
8.根据权利要求1所述的激光放大器，其中，进一步包括用于再反射从所述第一偏振透射镜反射的激光的第二反射镜。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3309913A1 (en) 2016-10-17 2018-04-18 Universität Stuttgart Radiation field amplifier system
EP3309914A1 (en) * 2016-10-17 2018-04-18 Universität Stuttgart Radiation field amplifier system
KR101898632B1 (ko) * 2017-04-19 2018-09-13 주식회사 이오테크닉스 레이저 증폭 장치
KR102091104B1 (ko) * 2018-07-24 2020-03-23 학교법인 한동대학교 자연 증폭 방출 억제용 포화 흡수체를 가지는 고체 레이저 장치
KR20240051528A (ko) 2022-10-13 2024-04-22 레이저닉스 주식회사 레이저 증폭매질 냉각장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5001718A (en) * 1989-06-02 1991-03-19 Lumonics, Ltd. Telescopic thermal lens compensating laser
JP2000174369A (ja) * 1993-07-28 2000-06-23 Mitsubishi Electric Corp 往復型光増幅器
DE10328306A1 (de) * 2003-06-23 2005-01-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Anordnung zur Kompensation der Spannungsdoppelbrechung sowie Aufbau mit solchen Anordnungen
JP2009290030A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Chiba Univ 光増幅器及びそれを用いた光増幅システム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5535049A (en) * 1994-05-11 1996-07-09 The Regents Of The University Of California Phase and birefringence aberration correction
JPH10270781A (ja) * 1997-03-27 1998-10-09 Sony Corp レーザ光発生方法及びその装置
KR100269028B1 (ko) 1998-04-21 2000-10-16 정명세 반일체 고리형 공진기를 이용한 단방향 발진 레이저 장치
JP2001168429A (ja) * 1999-12-03 2001-06-22 Mitsubishi Electric Corp 固体レーザ発振器
JP2003008121A (ja) 2001-06-21 2003-01-10 Mitsubishi Electric Corp 固体レーザ発振器
FR2899390B1 (fr) * 2006-03-31 2008-05-30 Thales Sa Dispositif de compensation de la lentille thermique dans une cavite regenerative femtoseconde haute cadence
US7796671B2 (en) * 2008-03-31 2010-09-14 Electro Scientific Industries, Inc. Multi-pass optical power amplifier
US10328306B2 (en) * 2016-11-03 2019-06-25 Ronald J. Meetin Information-presentation structure with impact-sensitive color change and overlying protection or/and surface color control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5001718A (en) * 1989-06-02 1991-03-19 Lumonics, Ltd. Telescopic thermal lens compensating laser
JP2000174369A (ja) * 1993-07-28 2000-06-23 Mitsubishi Electric Corp 往復型光増幅器
DE10328306A1 (de) * 2003-06-23 2005-01-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Anordnung zur Kompensation der Spannungsdoppelbrechung sowie Aufbau mit solchen Anordnungen
JP2009290030A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Chiba Univ 光増幅器及びそれを用いた光増幅システム

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