一种提升一体式液冷氙灯泵浦光传输效率的结构

本发明涉及液冷氙灯，特别是一种用于重复频率放大器中提升一体式液冷氙灯泵浦光传输效率的结构。

背景技术：

氙灯由于其发射谱线宽、性价比高等优点广泛用于激光放大器的泵浦源，尤其是片状激光放大器。但是由于增益介质吸收谱线较窄，所以泵浦光大都以热量的形式散失，严重限制了片状放大器的重复频率工作。为了实现片状放大器，尤其是大口径(直径≥100mm)片状放大器重复频率输出，氙灯普遍采用独立液冷结构，具体为每支氙灯外独立添加一支水套管，冷却液在水套管与氙灯管壁之间的间隙内流动进行冷却，该方案优点为各氙灯冷却均匀，可独立拆卸，但是结构相对复杂，密封安装要求相对较高，同时泵浦光传输效率相对较低(相对传统片状放大器)。在保持氙灯可独立拆卸的基础上，为了降低密封安装要求和简化结构，本发明人前期发明了一体式氙灯液冷结构(发明专利号：cn201811323474.4)，但是由于泵浦光要依次穿过冷却液(折射率n1)、隔板玻璃(折射率n2)和空气(折射率n3)才能进入增益介质，并且n3＜n1＜n2，所以造成部分泵浦光达到隔板玻璃表面后被反回，不能穿过隔板玻璃进入空气侧，最终造成泵浦光传输效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决上述现有技术的问题，提供一种提升一体式液冷氙灯泵浦光传输效率的结构，本发明的解决方案如下：

一种提升一体式液冷氙灯泵浦光传输效率的结构，包括冷却液、隔板玻璃和增益介质，其特征在于，还包括多个呈三棱柱状的反射条，反射条数目n＝m+1，其中，m为氙灯数目；

每个反射条均浸泡在冷却液中，且沿着各个氙灯中心轴向分布，各反射条上底面和下底面均为等腰三角形，且上底面等腰三角形的底边共线，下底面等腰三角形的底边共线。

每个反射条可以独立安装于平板反射器上，也可以和平板反射器一体式加工。

与现有技术相比，本发明的优点是：

通过在一体式液冷氙灯两侧添加反射条，压缩氙灯泵浦光发散角，降低泵浦光穿过隔板玻璃时的入射角，大大提高了氙灯泵浦光的传输效率，节约能源。

附图说明

图1为本发明提升一体式液冷氙灯泵浦光传输效率的结构的示意图，其中，a为结构示意图，b为a的局部放大图。

1-平板反射器，2-反射条，3-氙灯，4-冷却液，5-增益介质，6-隔板玻璃。

图2为本实施例性能测试光路图。

具体实施方式

下面通过实施例详述本发明，但本发明范围并不限于下述的实施例。

实施例

请先参阅图1，图1为一体式液冷氙灯泵浦光传输效率提升方法的结构示意图，如图所示，一种提升一体式液冷氙灯泵浦光传输效率结构，包括多个反射条2，反射条2的数目n为16(其中氙灯的数目m＝15，中心距为15mm),反射条2上底面和下底面均为底边边长为6mm、中心高为16mm的等腰三角形，总长度为200mm，反射条浸泡在冷却液4中，反射条2与隔板玻璃6的间距d1为1mm，反射条2与氙灯3灯管外壁法向距离d2为1mm，反射条2外表面均镀高反膜(银+二氧化硅保护膜)，高反膜在400-1100nm波段的反射率介于85％-95％之间，反射条2通过螺钉与平板反射器进行固定安装，且上底面等腰三角形的底边共线，下底面等腰三角形的底边共线。

增益介质5为钕玻璃，采用tracepro软件进行光线追迹显示，泵浦光自氙灯3出发，穿过蒸馏水4与隔板玻璃6到达增益介质5(钕玻璃)的传输效率与未使用反射条2时相比(仅反射器1)，相对提升了17.3％，效率提升幅度明显。同时采用图2对该泵浦传输结构的重复频率片状放大器的增益能力进行了小信号测试，测试结果表明，在一定的氙灯泵浦能量下，使用反射条2后，小信号增益系数由原来的4.1/m(仅平板反射器1)提升到了4.6/m，增幅明显。

技术特征：

1.一种提升一体式液冷氙灯泵浦光传输效率的结构，包括冷却液、隔板玻璃和增益介质，其特征在于，还包括多个呈三棱柱状的反射条，反射条数目n＝m+1，其中，m为氙灯数目；

每个反射条均浸泡在冷却液中，且沿着各个氙灯中心轴向分布，各反射条上底面和下底面均为等腰三角形，且上底面等腰三角形的底边共线，下底面等腰三角形的底边共线。

2.根据权利要求1所述的提升一体式液冷氙灯泵浦光传输效率的结构，其特征在于，所述反射条与隔板玻璃的距离1mm≤d1≤10mm。

3.根据权利要求1所述的提升一体式液冷氙灯泵浦光传输效率的结构，其特征在于，所述反射条与氙灯灯管外壁法向距离1mm≤d2≤5mm。

4.根据权利要求1所述的提升一体式液冷氙灯泵浦光传输效率的结构，其特征在于，所述的反射条外表面均镀反射膜，且反射率≥85％，波段为400nm-1100nm。

技术总结
一种提升一体式液冷氙灯泵浦光传输效率的结构，包括冷却液、隔板玻璃和增益介质，其特征在于，还包括多个呈三棱柱状的反射条，反射条的数目N＝M+1,其中，M为氙灯数目，所述反射条为上下底面均为等腰三角形的三棱柱，所述反射条与隔板玻璃的距离1mm≤d1≤10mm，所述反射条与氙灯灯管外壁法向距离1mm≤d2≤5mm。本发明通过采用浸泡在冷却液中的三棱柱状的反射条压缩氙灯光传输发散角，进而提升氙灯泵浦光穿透隔板玻璃的效率，大大提高了一体式液冷氙灯泵浦光的利用率，降低了能源的供应，提升了光线自氙灯至增益介质表面的传递效率。

技术研发人员：张攀政;李养帅;王冰艳;朱健强;马伟新;周申蕾
受保护的技术使用者：中国科学院上海光学精密机械研究所
技术研发日：2021.02.09
技术公布日：2021.06.18