用於全固態超快雷射器的主功率放大裝置的製作方法

2023-05-29 07:56:31 1

本實用新型涉及全固態超快雷射器，尤其涉及一種用於全固態超快雷射器的主功率放大裝置。

背景技術：

目前，在全固態超快雷射器的主功率放大裝置，大多採用Nd：YAG晶體；氙燈；漫反射腔的方式，冷卻液體採用普通的工業水，採用這種方案不僅能量利用率低而且存在可靠性、穩定性的問題。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種能夠有效的實現高峰值功率的輸出，解決超快雷射功率低、能量弱等問題的用於全固態超快雷射器的主功率放大裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種用於全固態超快雷射器的主功率放大裝置，其包括有漫反射腔，所述漫反射腔內設有氙燈和Nd：Ce：YAG 晶體，所述Nd：Ce：YAG晶體的外部套設有玻璃套管，所述氙燈連接延時電路，所述延時電路還連接種子光源。

進一步地，所述漫反射腔的內層塗設聚四氟乙烯構成聚四氟乙烯漫反射腔。

進一步地，所述氙燈設置在漫反射腔的水平中心位置。

進一步地，所述Nd：Ce：YAG晶體為兩個，並對稱設置在氙燈的兩側。

進一步地，其中一個所述Nd：Ce：YAG晶體的直徑為7mm，另一個所述Nd： Ce：YAG晶體的直徑為8mm.

進一步地，所述玻璃套管為熔石英玻璃套管。

進一步地，在所述玻璃套管和Nd：Ce：YAG晶體之間填充去離子水。

本實用新型能夠有效的實現高峰值功率的輸出，解決超快雷射功率低、能量弱等問題的用於全固態超快雷射器的主功率放大裝置。

附圖說明

圖1是現有技術用於全固態超快雷射器的放大裝置；

圖2是本實用新型用於全固態超快雷射器的放大裝置的結構圖一；

圖3是本實用新型用於全固態超快雷射器的放大裝置的結構圖二；

圖4是本實用新型用於全固態超快雷射器的放大裝置的電路圖；

圖5是本實用新型的效果圖一；

圖6是本實用新型的效果圖二；

圖7是本實用新型的效果圖三；

圖8是本實用新型的效果圖四。

圖中，1、漫反射腔，2、氙燈，3、Nd：Ce：YAG晶體，4、玻璃套管，5、去離子水，6、延時電路，7、種子光源，8、空氣。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型並能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。

如圖1至圖6所示，為本實用新型用於全固態超快雷射器的主功率放大裝置，其包括有漫反射腔1，所述漫反射腔1內設有氙燈2和Nd：Ce：YAG晶體3，所述Nd：Ce：YAG晶體4的外部套設有玻璃套管4，所述氙燈2連接延時電路，所述延時電路6還連接種子光源。

傳統技術採用的是Nd：YAG晶體，本實用新型採用的是Nd：Ce：YAG晶體 3，其具有更高的吸收效率、轉換效率和能量利用率，能夠高效的吸收氙燈2 所產生的能量並且轉換成有利於Nd元素吸收的光譜範圍，提高了轉換效率和能量利用率。

所述漫反射腔1的內層塗設聚四氟乙烯構成聚四氟乙烯漫反射腔。採用聚四氟乙烯粉末腔與傳統的陶瓷腔相比較有更高的轉換效率和反射率，提高了系統的能量利用率。

所述氙燈2設置在漫反射腔1的水平中心位置。

傳統技術中採用的是單個氙燈2，而且在其一側僅設置一個Nd：YAG晶體，而本技術方案中，所述Nd：Ce：YAG晶體3為兩個，並對稱設置在氙燈2的兩側，其能夠有效的提升能量利用率，並且配合外部光學系統能夠有效的實現主功率多級放大。採用單個氙燈2、兩側Nd：Ce：YAG晶體3，能夠充分、高效的利用氙燈2的能量，並且實現了資源利用的最大化。

其中一個所述Nd：Ce：YAG晶體3的直徑為7mm，另一個所述Nd：Ce：YAG 晶體3的直徑為8mm。

所述玻璃套管4為熔石英玻璃套管，採用熔石英玻璃套管作為通水結構，在保障散熱效率和水流量的同時減小了使用風險。

傳統技術中，冷卻液體採用普通的工業水，採用這種方案不僅能量利用率低而且存在可靠性、穩定性的問題，而在本是技術方案中，在所述玻璃套管4 和Nd：Ce：YAG晶體3之間填充去離子水。

冷卻液體採用去離子水5，能夠有效的減少光學系統的能量損耗，減少水對光的吸收，在提高能量利用率的前提下減少了因水吸收而帶來的風險，提高了系統的可靠性和穩定性，採用去離子水5不僅提升了系統的透射率，又解決了系統的散熱效率。

在具體實施時，通過延時電路6控制氙燈2與種子光源7供電，如圖4所示，氙燈2所產生的光經過漫反射腔1的高效反射後，均勻的照射在Nd：Ce： YAG晶體3上，利用Ce離子能對紫外光譜區光子能量產生很好的吸收，並且將能量以無輻射躍遷的方式傳遞給Nd離子，從而增加了光譜的利用率，Nd屬於四能級系統，根據能級躍遷理論，Nd元素能夠產生的光譜範圍在1064nm附近，當晶體達到最大粒子數反轉後，如圖7所示，種子光源輸出1064nm的雷射，根據愛因斯太的量子力學理論，種子光源所產生的雷射會被有效的放大，隨後經過外部光學系統後，實現有效的主功率多級放大，如圖8所示，實現均勻光斑輸出。

以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護範圍之內。本實用新型的保護範圍以權利要求書為準。