本發(fā)明涉及激光放大器設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種多通激光放大器。

背景技術(shù)：

1、在許多實(shí)用的場(chǎng)合下，需要高質(zhì)量的激光束，也就是單橫模、單縱模的激光束，但工作在單模情況下的激光器，其輸出功率或能量是不會(huì)太大的，這是因?yàn)榍坏膿p耗大，且模體積小。為了提高功率或能量，就需要使用激光放大器。

2、激光放大器是指利用光的受激輻射進(jìn)行光的能量(功率)放大的器件。通過(guò)采用激光放大器，可以在獲得高的激光能量或功率時(shí)而又保持激光的質(zhì)量（包括脈寬、線寬、偏振特性等）。常用于可控核聚變、核爆模擬、超遠(yuǎn)激光測(cè)距等重大技術(shù)中的高功率激光系統(tǒng)。激光放大器的特性在于能夠獲得極高的輸出能量和功率，保持振蕩器的光束質(zhì)量，降低光學(xué)元件的破壞和損傷。

3、激光放大器在實(shí)際使用過(guò)程中，信號(hào)激光源和泵浦光在同一個(gè)方向上依次穿過(guò)激光放大器的一側(cè)玻璃窗、工作介質(zhì)，而后從另一側(cè)玻璃窗射出，這個(gè)過(guò)程中泵浦光功率很高，信號(hào)激光源功率相比之下較低，故泵浦光對(duì)信號(hào)激光源起到放大，加速、獲取更大能量的作用。

4、而在上述過(guò)程中，由于設(shè)備中的玻璃窗始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，伴隨著高功率的泵浦光對(duì)玻璃窗產(chǎn)生的加熱作用，在工作一段時(shí)間后，玻璃窗會(huì)很快達(dá)到高溫狀態(tài)，甚至產(chǎn)生燒傷現(xiàn)象，該情況會(huì)損傷玻璃窗內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少其使用壽命，降低透射率和激光透射后的品質(zhì)，同時(shí)在進(jìn)行激光放大過(guò)程時(shí)，只有保證讓放大器的增益落后振蕩器一定時(shí)間，才能保證被放大的激光束通過(guò)時(shí)能夠保持著最大的增益效果。

5、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01810735336.0的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種激光放大器，包括激光放大器主體、玻璃窗和密封壓蓋；所述激光放大器主體內(nèi)設(shè)有貫通的工作介質(zhì)流道，工作介質(zhì)流道內(nèi)填充流動(dòng)的工作介質(zhì)；所述工作介質(zhì)流道兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)有冷卻腔，每個(gè)所述冷卻腔與工作介質(zhì)流道之間設(shè)有缺口；所述玻璃窗一端密封放置在缺口內(nèi)，所述玻璃窗另一端通過(guò)密封壓蓋密封壓緊；所述密封壓蓋安裝在激光放大器主體上；對(duì)稱(chēng)的冷卻腔之間通過(guò)通孔導(dǎo)通；所述激光放大器主體上設(shè)有冷卻液進(jìn)口和冷卻液出口，所述冷卻液進(jìn)口與一個(gè)冷卻腔連通，所述冷卻液出口與另一個(gè)冷卻腔連通。本發(fā)明可以通過(guò)注入冷卻液對(duì)玻璃窗進(jìn)行冷卻，大大提高換熱率，提升冷卻效果，冷卻腔內(nèi)放置玻璃窗呈環(huán)形布置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工。上述發(fā)明所提出的技術(shù)方案內(nèi)容針對(duì)背景技術(shù)中的玻璃窗發(fā)熱進(jìn)行解決，但在對(duì)玻璃窗進(jìn)行冷卻液加注這個(gè)過(guò)程中，首先玻璃窗本體依舊接受著來(lái)自激光的高溫作用，且照射作用在相同位置沒(méi)有發(fā)生變化，局部依舊會(huì)產(chǎn)生高溫，且在高溫作用下很難保證液態(tài)冷卻液不會(huì)和固態(tài)玻璃窗發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)冷卻液加注后同樣處于靜止并無(wú)發(fā)生循環(huán)，故冷卻效果不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種多通激光放大器，解決了現(xiàn)有激光放大器在使用過(guò)程中前后端玻璃窗面對(duì)長(zhǎng)時(shí)間激光照射后發(fā)生局部高溫變性，進(jìn)而導(dǎo)致使用壽命降低以及光透射率下降的技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種多通激光放大器，包括相互配合的激光放大器和激光振蕩器，所述激光放大器和所述激光振蕩器均置于一個(gè)功能腔室中，所述功能腔室為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所述功能腔室的下底面上設(shè)置有移動(dòng)導(dǎo)軌，所述激光放大器和所述激光振蕩器依次排列在所述移動(dòng)導(dǎo)軌上，并且二者均可在所述移動(dòng)導(dǎo)軌上沿所述移動(dòng)導(dǎo)軌的長(zhǎng)度方向來(lái)回移動(dòng)；

3、所述激光振蕩器包括第一承接板、光學(xué)諧振腔、泵浦源和增益介質(zhì)，所述光學(xué)諧振腔、所述泵浦源和所述增益介質(zhì)三者相互作用且均設(shè)置于所述第一承接板上，形成閉環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)所述泵浦源提供足夠能量后，增益介質(zhì)中的原子或分子被激發(fā)并釋放光子，該光子在光學(xué)諧振腔內(nèi)形成共振效應(yīng)，達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時(shí)形成激光輸出；

4、所述激光放大器包括第二承接板、全反射鏡、雙包層光纖和輸出反射鏡，所述激光放大器用于承接由所述激光振蕩器所產(chǎn)生的激光和泵浦光；

5、所述激光放大器還包括有用于調(diào)控所述全反射鏡和所述輸出反射鏡的自動(dòng)調(diào)控裝置，所述自動(dòng)調(diào)控裝置使所述全反射鏡和所述輸出反射鏡以轉(zhuǎn)動(dòng)方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

6、進(jìn)一步的，所述雙包層光纖包括纖芯、內(nèi)包層、外包層和保護(hù)層。

7、進(jìn)一步的，所述纖芯由摻雜稀土元素的單模光波導(dǎo)，所述內(nèi)包層為多模光波導(dǎo)，所述內(nèi)包層的橫向尺寸大于所述纖芯，所述內(nèi)包層的折射率小于所述纖芯。

8、進(jìn)一步的，所述外包層折射率小于所述內(nèi)包層，所述泵浦光在所述內(nèi)包層中傳播。

9、進(jìn)一步的，所述自動(dòng)調(diào)控裝置包括前端支撐框架、后端支撐框架、第一傳動(dòng)滾軸、第二傳動(dòng)滾軸和中心驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述前端支撐框架和所述后端支撐框架分別設(shè)置于所述第二承接板的前后左右兩端，所述全反射鏡設(shè)置于所述前端支撐框架上，所述輸出反射鏡設(shè)置于所述后端支撐框架上，所述第一傳動(dòng)滾軸和所述第二傳動(dòng)滾軸均與所述中心驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端嚙合連接，所述第一傳動(dòng)滾軸連接所述前端支撐框架和所述中心驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述第二傳動(dòng)滾軸連接所述后端支撐框架和所述中心驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

10、進(jìn)一步的，所述前端支撐框架上設(shè)置有第一環(huán)形卡槽，所述第一環(huán)形卡槽的內(nèi)槽面呈半圓弧形，所述全反射鏡設(shè)置于所述第一環(huán)形卡槽內(nèi)，所述全反射鏡的外圓周側(cè)面上設(shè)置有第一嚙合齒，所述第一傳動(dòng)滾軸延伸進(jìn)入所述第一環(huán)形卡槽內(nèi)，所述第一傳動(dòng)滾軸上靠近所述前端支撐框架的一側(cè)端部設(shè)置有與所述第一嚙合齒相互嚙合的第二嚙合齒，通過(guò)所述第一傳動(dòng)滾軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述全反射鏡在所述第一環(huán)形卡槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述全反射鏡為凸面鏡。

11、進(jìn)一步的，所述后端支撐框架上設(shè)置有第二環(huán)形卡槽，所述第二環(huán)形卡槽的內(nèi)槽面呈半圓弧形，所述輸出反射鏡設(shè)置于所述第二環(huán)形卡槽內(nèi)，所述輸出反射鏡的外圓周側(cè)面上設(shè)置有第三嚙合齒，所述第二傳動(dòng)滾軸延伸進(jìn)入所述第二環(huán)形卡槽內(nèi)，所述第二傳動(dòng)滾軸上靠近所述后端支撐框架的一側(cè)端部設(shè)置有與所述第三嚙合齒相互嚙合的第四嚙合齒，通過(guò)所述第二傳動(dòng)滾軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述輸出反射鏡在所述第二環(huán)形卡槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述輸出反射鏡為平面鏡。

12、進(jìn)一步的，所述全反射鏡與所述第一環(huán)形卡槽的內(nèi)槽面之間的間隙為1-3mm。

13、進(jìn)一步的，所述輸出反射鏡與所述第二環(huán)形卡槽的內(nèi)槽面之間的間隙為3-5mm。

14、進(jìn)一步的，所述第四嚙合齒包括主嚙合齒和副嚙合齒，所述副嚙合齒間隔設(shè)置于所述主嚙合齒當(dāng)中，排列順序?yàn)槊克膫€(gè)連續(xù)的主嚙合齒后插入一個(gè)副嚙合齒，所述副嚙合齒的齒高高于所述主嚙合齒的齒高，二者差值為3-5mm。

15、通過(guò)采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

16、1、本發(fā)明所提出的技術(shù)方案，其相較于現(xiàn)有的激光放大器，其更好的解決了現(xiàn)有激光放大器在使用過(guò)程中前后端玻璃窗面對(duì)長(zhǎng)時(shí)間激光照射后發(fā)生局部高溫變性，進(jìn)而導(dǎo)致使用壽命降低以及光透射率下降的技術(shù)問(wèn)題，具體在于：激光放大器和激光振蕩器分離獨(dú)立設(shè)置于功能腔室中，在功能腔室的下底面上設(shè)置有移動(dòng)導(dǎo)軌，來(lái)保證二者之間可以進(jìn)行相互移動(dòng)，相互靠近或者相互遠(yuǎn)離，相互靠近或者相互遠(yuǎn)離可控是為了保證讓放大器的增益落后振蕩器一定時(shí)間，才能保證被放大的激光束通過(guò)時(shí)能夠保持著最大的增益效果，同時(shí)本發(fā)明中主要通過(guò)設(shè)置有自動(dòng)調(diào)控裝置，來(lái)使裝置中的全反射鏡和輸出反射鏡能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行移動(dòng)，避免了二者在使用過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間局部受到激光照射發(fā)生局部高溫，進(jìn)而影響玻璃使用壽命以及導(dǎo)致經(jīng)過(guò)放大后的激光在通過(guò)輸出反射鏡輸出后起未能達(dá)到預(yù)期且透射率下降的問(wèn)題。

17、2、本發(fā)明中的雙包層光纖包括纖芯、內(nèi)包層、外包層和保護(hù)層，內(nèi)包層和外包層有同心的圓截面結(jié)構(gòu),纖芯與單模光纖纖芯一樣,?具有很大的折射率,?其用來(lái)傳輸單模信號(hào)光，內(nèi)包層具有和普通光纖的纖芯相同的材料,?它的折射率處于纖芯和外包層之間,?它用來(lái)傳輸多模泵浦光.?外包層的折射率最小.內(nèi)包層和纖芯構(gòu)成一個(gè)大的纖芯,?用來(lái)傳輸泵浦光,?其以折線方式反復(fù)穿過(guò)纖芯并被摻雜吸收,?這樣在纖芯中傳播光的比例就會(huì)增加，增大激光放大效率。

18、3、同時(shí)本發(fā)明中采用雙包層光纖滿足了不再要求泵浦源是單模的，而且光纖在整個(gè)的長(zhǎng)度上被泵浦，特別是當(dāng)纖芯和包層的對(duì)稱(chēng)性得到很小的破壞時(shí)，對(duì)泵浦光的吸收會(huì)大大增加，從而可以設(shè)計(jì)出各種形狀的內(nèi)包層，與作為泵源的激光二極管更好的匹配，使多模泵浦光更有效的耦合，將連續(xù)激光輸出提高到幾十瓦甚至上千瓦的量級(jí)。利用雙包層光纖還可以制作調(diào)q激光器，獲得上千瓦峰值功率的脈沖輸出，做到高功率高能量的效果。

19、4、本發(fā)明中的自動(dòng)調(diào)控裝置主要通過(guò)設(shè)置前端支撐框架、后端支撐框架來(lái)對(duì)全反射鏡和輸出反射鏡提供支撐作用，同時(shí)滿足二者能夠分別在前端支撐框架和后端支撐框架上進(jìn)行自身轉(zhuǎn)動(dòng)，其中轉(zhuǎn)動(dòng)方式主要通過(guò)中心驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一傳動(dòng)滾軸和第二傳動(dòng)滾軸來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

20、5、本發(fā)明中關(guān)于全反射鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)原理主要通過(guò)中心驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一傳動(dòng)滾軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，第一傳動(dòng)滾軸延伸進(jìn)入前端支撐框架的第一環(huán)形卡槽中后能夠與全反射鏡進(jìn)行嚙合，帶動(dòng)全反射鏡進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)全反射鏡采用凸面鏡，能夠?qū)⒓す庹袷幤鳟a(chǎn)生的激光進(jìn)行聚攏后引導(dǎo)進(jìn)入雙包層光纖中進(jìn)行傳輸。

21、6、本發(fā)明中關(guān)于輸出反射鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)原理主要通過(guò)中心驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二傳動(dòng)滾軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)其進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，原理與全反射鏡相同，而因?yàn)榈谝粋鲃?dòng)滾軸和第二傳動(dòng)滾軸分別設(shè)置于所述中心驅(qū)動(dòng)電機(jī)的兩端，故二者在分別帶動(dòng)全反射鏡和輸出反射鏡進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中為相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)不影響激光傳輸，但卻能夠?qū)敵鲈催M(jìn)行精簡(jiǎn)，即只需要通過(guò)一個(gè)中心驅(qū)動(dòng)電機(jī)便能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)前后的全反射鏡和輸出反射鏡進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變位，保證了激光束不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間作用在玻璃透鏡的同一個(gè)位置導(dǎo)致局部高溫，也無(wú)需對(duì)玻璃進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)增加冷卻液，換言之無(wú)需改造材質(zhì)特殊的玻璃來(lái)增加使用成本，且增加冷卻液也容易因高溫環(huán)境導(dǎo)致冷卻液中的化學(xué)成分在高溫下與玻璃中的化學(xué)成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而影響玻璃透鏡的使用壽命。

22、7、本發(fā)明中的第四嚙合齒中包括主嚙合齒和副嚙合齒，采用副嚙合齒為特殊齒牙，其高于主嚙合齒，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)?shù)诙鲃?dòng)滾軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)因?yàn)楦叨炔畹脑蚴馆敵龇瓷溏R有一個(gè)上下抖動(dòng)的過(guò)程，而此時(shí)激光作用在輸出反射鏡上的軌跡即為環(huán)形波浪形，該結(jié)構(gòu)主要是輔助轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出反射鏡，做到進(jìn)一步延長(zhǎng)激光的照射軌跡，進(jìn)一步降低局部高溫的風(fēng)險(xiǎn)。