高峰值功率高重复频率纳秒激光板条放大器

介绍了一种高峰值功率和高重复频率的纳秒激光板条放大器。该放大器采用基于新型焊接工艺的混合冷却板条模块结构设计，同时结合了一种泵浦光角度可调的L形泵浦耦合结构，从而显著降低了板条晶体内部的温度梯度，有效抑制了晶体厚度方向上的热透镜效应。设计了基于板条晶体角度选通的三通放大结构，建立了板条激光放大器的速率方程，通过模拟和优化放大器的输出特性，提高了激光的提取效率。同时，通过优化放大级之间的像传递系统，进一步提升了放大激光的光束质量。当注入纳秒种子光的平均功率为380 W，且板条模块的泵浦功率达到15950 W时，该放大器实现了平均功率为4580 W、峰值功率为3.4 MW的激光输出。该板条激光放大器的重复频率为20 kHz，脉冲宽度为66.7 ns，光光转换效率达到了28.7%，光束参数乘积（BPP）为10mm·mrad。