文档介绍：1. 高重频大能量激光泵浦系统总体方案、主要组成、工作流程及工作模式 总体技术方案根据国内外脉冲激光器的调研结果, 直接获得重频 10kHz 、纳秒脉冲宽度和几十毫焦单脉冲能量的激光脉冲是十分困难的。若采用闪光灯泵浦的固体激光器方案, 可以很容易获得几十毫焦甚至焦耳量级的大脉冲能量输出, 但其重频一般在几十 Hz ( 典型 10~ 20Hz ), 无法实现高达 10kHz 的重复频率; 同时, 由于闪光灯的发射光谱为宽谱, 光谱覆盖紫外到红外波段, 与激光介质的吸收光谱( 吸收带宽一般在几个纳米) 匹配效果差, 这导致废热严重, 不但给激光器带来严重的热效应, 也造成激光器效率低下, 光束质量差。另外, 闪光灯几百小时的工作寿命也大大限制了其工程应用。综上所述, 闪光灯泵浦的固体激光器方案难以满足本项目指标及应用需求。相比之下, 采用半导体激光器( LD ) 作为泵浦源,其发射波长可与激光增益介质的吸收光谱实现很好的匹配, 大大降低了激光器热效应的影响,提高了激光器的效率,因此 LD 泵浦的固体激光器( DPSSL ) 通常具有效率高和光束质量好等优点。为满足本项目大能量的要求, 本高重频大能量激光泵浦系统可采用振荡—放大( MOPA , Master Oscillator and Power Amplifier ) 结构,即此激光泵浦系统由激光振荡级和激光放大级组成, 依靠激光振荡级获得高重频、低脉冲能量的激光输出, 依靠激光放大级获得满足项目要求的大脉冲能量激光输出, 同时对入射脉冲的宽度和光束质量也不会造成影响。经激光放大级输出的高重频大能量的 1064nm 激光,经过高效频率扩展后,便可获得满足项目指标要求的高重频大能量的 532nm /355nm 泵浦光。同时, 为了保证输出激光的稳定性, 还需辅以高效的激光系统热控技术。综上所述,总体技术方案可归纳如下:为获得高重复频率大脉冲能量的激光脉冲序列,首先利用激光振荡级获得高重频的激光脉冲, 然后利用普克尔盒选取部分脉冲组成脉冲串, 脉冲串内的脉冲数量可通过控制普克尔盒加载电压的持续时间决定,最后利用振荡-放大( MOPA , Master Oscillator and Power Amplifier ) 结构对选取的脉冲串进行能量放大。本系统可在两种模式下工作: 脉冲串模式和单脉冲模式。在两种工作模式下激光振荡级可通用, 通过普克尔盒对脉冲数量选取和重频控制, 实现脉冲串工作和单脉冲工作。总体技术方案如图 1-1 所示。普克尔盒 1 LD 侧泵 Nd : YAG 模块全反镜 1 输出镜预放大模块偏振器 2 偏振器λ/4 全反镜 3 全反镜 2 全反镜 4 λ/2 光隔离器 1 偏振器 1 1064 nm 532 nm 355 nm 普克尔盒 2 偏振器 3 放大模块频率扩展模块λ/4图 1-1 总体技术方案 主要组成本系统主要由四部分组成,分别为 10kHz 高重频脉冲输出部分、脉冲选取部分、脉冲放大部分和频率扩展部分。各部分详细组成如下: ? 10kHz 高重频脉冲输出: 主要包括全反镜 1、 LD 侧泵 Nd:YA G 模块、偏振器、普克尔盒 1 和输出镜等。?脉冲选取:主要包括偏振器 2 、普克尔盒 2 和全反镜 2 等。?脉冲放大:主要包括预放大模块、半波片、偏振器 3