------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————激光总体方案 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。全反镜 2 全反镜 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、
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