激光脉冲放大系统
专利汇可以提供激光脉冲放大系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种采用可饱和吸收体的大 能量 激光脉冲放大系统。其包括激光 振荡器 和 放大器 ， 激光振荡器 和放大器间的光路上设置有可饱和吸收体，可饱和吸收体为与激光 波长 相应的可饱和吸收体。本发明解决了背景技术中存在的系统体积庞大、无法同时有效的防止级间的耦合和消除脉冲底部的噪声。，下面是激光脉冲放大系统专利的具体信息内容。
1、一种激光脉冲放大系统，包括激光振荡器和放大器，其特征在于： 所述激光振荡器和放大器间的光路上设置有可饱和吸收体。
2、根据权利要求1所述的激光脉冲放大系统，其特征在于：所述放大 器为1级或多级放大器。
3、根据权利要求2所述的激光脉冲放大系统，其特征在于：所述可饱 和吸收体设置在激光振荡器和第一级放大器之间。
4、根据权利要求2所述的激光脉冲放大系统，其特征在于：所述可饱 和吸收体设置在第一级放大器和第二级放大器之间。
5、根据权利要求2所述的激光脉冲放大系统，其特征在于：所述每级 放大器之间均可设置有可饱和吸收体。
6、根据权利要求1至5任一权利要求所述的激光脉冲放大系统，其特 征在于：所述可饱和吸收体为与激光波长相应的可饱和吸收体。
7、根据权利要求6任一权利要求所述的激光脉冲放大系统，其特征在 于：所述可饱和吸收体为Cr4+:YAG晶体。
一、技术领域
本发明涉及一种激光脉冲放大系统，尤其是一种采用可饱和吸收体的 大能量激光脉冲放大系统。
二、背景技术
在一些激光应用中，往往需要很高能量的激光脉冲，而仅靠激光振荡 器来获得高能量的脉冲激光一般是很困难的。为了获得性能优良的高能量 激光脉冲，采用激光放大技术是一个最佳的办法。激光放大器与激光振荡 器都是基于受激辐射的光放大这一物理过程。激光放大器工作物质在泵浦 下处于粒子数反转状态，当从激光振荡器产生的光脉冲信号通过激光放大 器时，由于入射光波长与放大介质的增益谱线相重合，因此上能级的反转 粒子数在外来的光脉冲信号激励下产生强烈的受激辐射，这种辐射叠加到 外来光信号上面，而使得光信号得到放大。信号光脉冲的放大增益与工作 物质上能级的反转粒子数的多少息息相关。但是在激光系统里，有很多的 机制会引起工作物质上能级的反转粒子数的消耗，从而降低激光放大器的 增益，甚至是影响激光系统的稳定性，使激光振荡器瘁灭。其原因主要有1、 激光放大器的级间耦合会形成自激振荡或经放大而造成超辐射现象，这不 仅降低了放大器的增益，而且自激振荡会反馈回振荡器会影响激光振荡器 的稳定性。2、对于脉冲激光振荡器，如果脉冲前沿底部的噪声比较大，当 信号光通过放大器时，其位于前沿之前的底部噪声就得到放大，消耗放大 器工作物质上能级的反转粒子数，使得当脉冲信号光到达时放大器的增益 降低。特别是采用高增益的多级放大时，噪声能放大到足以把工作物质的 反转粒子数耗尽。3、还有放大自发辐射等其他机制也能消耗上能级的反转 粒子数。
对于在高增益的多级放大中，必须在各级之间，特别是放大级与振荡 级之间插入光隔离元件来阻止各级之间的反馈，防止级间耦合。最常用的 办法就是在放大级与振荡级之间插入法拉第光学隔离器或者电光隔离器。 而对于激光脉冲前沿底部的噪声一般都是采用电光隔离的方法。但是这些 方法具有以下缺点：
1、需要使用的器件较多，容易造成系统体积庞大，且需仔细调节。
2、采用法拉第光学隔离器虽能有效的防止级间的耦合，但是它无法消 除信号底部的噪声，仍须采用电光隔离的方法来消除。
3、采用电光隔离的方式虽然能同时防止级间的耦合和消除脉冲底部的 噪声，但是要想有效的消除噪声，必须配备快速的、晃动小的高压脉冲控 制器，这种高压脉冲控制器技术是十分复杂，而且成本高昂。
三、发明内容
本发明解决了背景技术中存在的系统体积庞大、无法同时有效的防止 级间的耦合和消除脉冲底部的噪声。
本发明的技术解决方案是；本发明包括激光振荡器和放大器，其特殊 之处在于：所述激光振荡器和放大器间的光路上设置有可饱和吸收体。
上述放大器为1级或多级放大器。
上述可饱和吸收体设置在激光振荡器和第一级放大器之间。
上述可饱和吸收体设置在第一级放大器和第二级放大器之间。
上述每级放大器之间均可设置有可饱和吸收体。
上述可饱和吸收体为与激光波长相应的可饱和吸收体。
上述可饱和吸收体为Cr4+:YAG晶体。
本发明利用可饱和吸收体吸收弱光信号而透过强光信号的选择性吸收 特点，将它插入到放大级之间作为消除级间耦合和信号底部噪声的器件， 来防止级间耦合和消除噪声。对于可饱和吸收体来说，其对光的吸收系数 并不是常数，而是随着光强的增加而迅速减少直至饱和。当弱光信号通过 可饱和吸收体的时候，可饱和吸收体的吸收系数很大，光信号基本上被完 全吸收。而当很强的光脉冲信号通过可饱和吸收体的时候，可饱和吸收体 的吸收系数随着光强的增加迅速减少，当光强达到一定值的时候，可饱和 吸收体的吸收系数趋向于零，强光信号能基本无损失地通过可饱和吸收体。 因此，当可饱和吸收体插入到放大级之间时，能完全把放大级工作物质的 自发辐射信号吸收，防止自激震荡；同时可饱和吸收体也能把从振荡器输 出的光脉冲信号底部的噪声完全吸收，而只让强度较大的脉冲信号通过吸 收体，进入放大器。因此其具有以下的优点：
1、体积小，结构简单。本发明不需要其他的辅助器件，而且能同时消 除级间耦合和光脉冲信号的底部噪声。
2、系统可靠性高。由于本发明仅采用单个器件同时消除级间耦合和光 脉冲信号的底部噪声，因此系统的可靠性得到了提高。
3、调节简单。由于可饱和吸收体，特别是固体可饱和吸收体，可以做 成大面积的器件，而且其厚度很薄，因此只要将其插入放大级之间让激光 顺利通过即可，对角度基本上没什么要求。不像上面提到的法拉第光学隔 离器和电光隔离器，其光学器件必须与激光的光路共轴。
4、价格低廉。现在无论是固体的还是液体的可饱和吸收体的生产技术 都很成熟，都可以大批量生产，其价格很便宜。
四、附图说明
附图为本发明的结构示意图。
五、具体实施方式
参见附图，其为本发明采用调Q激光振荡器1以及三级放大器时的一 个较佳实施例，可饱和吸收体5插入到第一级放大器2和第二级放大器3 之间。由于调Q激光主脉冲前面的弱光信号并不是很强，因此经过第一级 放大器2时，并没得到显著的增强；而第二级放大器3、第三级放大器4的 自发辐射光信号，如果不与第一级放大器2产生耦合也不会得到有效的放 大。因此，将可饱和吸收体5放置在第一级放大器2和第二级放大器3之 间，就可以完全消除放大器之间的级间耦合和消除调Q激光脉冲信号前面 的弱光，使调Q激光脉冲得到有效的放大。实验证明，采用此种结构能将 调Q振荡器输出二百多毫焦耳的激光脉冲通过三级放大器放大后，脉冲能 量能达到两个焦耳以上
本发明可根据放大器的多少及实际工作情况，来确定饱和吸收体的个 数和位置。同时，利用Cr4+:YAG晶体作为可饱和吸收体，或其他与激光波 长相应的可饱和吸收体，可得到高对比度大能量的激光脉冲。
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