高能量高光束质量的光纤固体混合皮秒激光放大器

1.本技术涉及超快激光技术领域，具体涉及一种高能量高光束质量的光纤固体混合皮秒激光放大器。


背景技术：

2.皮秒脉冲激光器由于具有高峰值功率和窄脉冲宽度的优良特性，在材料加工、卫星测距、激光诱导损伤、医学诊断、科学研究等领域有着广泛的应用前景。随着激光应用的发展，对皮秒脉冲激光器的输出能量、光束质量和热稳定性的要求逐渐提高。mopa结构的全光纤激光器具有光-光转换效率高、结构紧凑、热管理性能好、稳定性高等特点。但随着峰值功率的增加，通常会引起严重的非线性效应。因此，mopa结构的光纤固体混合激光器是获得高稳定性和高能量激光脉冲的有效方法，是材料加工和激光诱导损伤应用的理想替代品。
3.侧面脉冲泵浦的固体放大器能够产生高增益。但更高的输出能量会引起严重的热效应，包括热透镜、热退偏和双聚焦，从而导致光束质量下降。尤其在多级固体放大器中，输入光束强度的不均匀性也会恶化光束质量，甚至导致自聚焦效应的产生，损坏光学元件，限制激光能量的提高。与侧面泵浦放大器相比，由于粒子数反转在端面泵浦介质中分布更均匀，端面泵浦行波放大器可以获得更高的光束质量。所以系统采用混合行波放大器，由端面泵浦单程放大器和侧面泵浦双棒串接双程放大器组成。此外，高能量激光器光束强度分布的均匀性也会影响材料加工、激光诱导损伤应用中的加工和损伤效果。采用软边光阑和空间滤波像传递系统相结合，不仅可以消除衍射调制从而改善光束质量，而且还克服了传统消衍射器件的低损伤阈值，高能量损耗等弊端，实现高斯光束到超高斯光束的高效率整形。有效消除高能量激光器光斑的衍射调制，实现激光光束空间近场的均匀化输出，成为进一步推动高能量高光束质量激光器在材料加工和激光诱导损伤等领域应用的关键。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供一种能够产生高能量高光束质量的光纤固体混合皮秒激光放大器。
5.本发明的目的是通过以下的技术方案实现：沿光路依次设置的全光纤种子源、固体再生放大器、空间光隔离系统、光束整形、固体端面泵浦单程放大器和和固体侧面泵浦双棒串接双程放大器；
6.所述全光纤种子源由全光纤锁模振荡器和两级光纤放大器组成，用于产生高稳定性的百皮秒锁模激光脉冲；所述固体再生放大器将锁模脉冲激光放大；所述空间光隔离系统由半波片、薄膜偏振片和45
°
法拉第旋光器组成，用于保护前级激光器不受后级放大器反射光的损伤，并且隔离后级的退偏光；所述光束整形由伽利略型扩束镜、软边光阑和空间滤波像传递系统组成，用于实现高效率的光束整形；所述固体端面泵浦单程放大器用于进一步放大前级激光脉冲能量；所述固体侧面泵浦双棒串接双程放大器用于进一步放大前级激光脉冲能量，最终实现可应用的百毫焦量级高光束质量的皮秒激光脉冲。
7.优选地，所述全光纤锁模振荡器包括沿光路依次设置的非保偏切趾光纤光栅、第一976nm单模泵浦激光器、第一非保偏波分复用器、第一非保偏单模掺镱增益光纤、第一非保偏光纤分束器、半导体可饱和吸收镜、第二非保偏光纤分束器、第一光纤隔离器，以及第二非保偏光纤分束器的一端尾纤；所述全光纤锁模振荡器，用于产生高稳定性的皮秒锁模激光脉冲；所述第二非保偏光纤分束器的一端尾纤，用于为所述全光纤锁模振荡器、所述两级光纤放大器、所述固体再生放大器、所述固体端面泵浦单程放大器和所述固体侧面泵浦双棒串接双程放大器提供所有时间同步信号。
8.优选地，所述两级光纤放大器包括沿光路依次设置的第二976nm单模泵浦激光器、第二非保偏波分复用器、第二非保偏单模掺镱增益光纤、非保偏带通滤波器、第二光纤隔离器、非保偏单模光纤展宽器、976nm多模泵浦激光器、非保偏光纤合束器、非保偏10/130μm掺镱增益光纤、高功率光纤隔离器，以及带尾纤的光纤准直器；所述非保偏带通滤波器，用于滤除放大自发辐射和残余的泵浦光；所述非保偏单模光纤展宽器，用于将所述全光纤锁模振荡器输出的皮秒锁模激光脉冲展宽至百皮秒量级；所述高功率光纤隔离器，用于保护所述全光纤锁模振荡器和所述两级光纤放大器不受后级放大器反射光的损伤，保证激光的单向传输。
9.优选地，所述固体再生放大器包括沿光路依次设置的第一薄膜偏振片、第一半波片、空间光隔离器、第二薄膜偏振片、第二半波片、第一45
°
法拉第旋光器、第三薄膜偏振片、四分之一波片、bbo普克尔盒、第一凸面反射镜、第四薄膜偏振片、第一凹面反射镜、第一0
°
高反射镜、第一侧面泵浦nd:yag模块、第二0
°
高反射镜、第二凹面反射镜，以及第二凸面反射镜；所述第三薄膜偏振片和所述第四薄膜偏振片，用于所述百皮秒锁模激光脉冲的注入以及所述固体再生放大器输出激光脉冲的导出；所述普克尔盒和所述全波片构成所述固体再生放大器的电光开关；
10.所述第一凸面反射镜、第一凹面反射镜、第一0
°
高反射镜、所述第一侧面泵浦nd:yag模块和所述第二0
°
高反射镜、第二凹面反射镜以及第二凸面反射镜构成所述固体再生放大器的折叠凸凹再生腔。
11.优选地，所述空间光隔离系统包括沿光路依次设置的第三半波片、第五薄膜偏振片、第四半波片、第二45
°
法拉第旋光器，以及第六薄膜偏振片；所述第四半波片、所述第二45
°
法拉第旋光器和所述第五薄膜偏振片构成空间光隔离器，用于保护所述固体再生放大器不受所述固体端面泵浦单程放大器反射光的损伤，并且阻断所述固体端面泵浦单程放大器的退偏光。
12.优选地，所述光束整形包括沿光路依次设置的第一平凹透镜、第一平凸透镜、软边光阑、第二平凸透镜、第一真空管、第三平凸透镜以及第一凸透镜、第一45
°
高反射镜。所述伽利略型扩束镜，用于将所述固体再生放大器输出的激光光斑扩束。所述软边光阑，用于对所述固体再生放大器输出的光束进行光学整形，实现激光的均匀化输出。所述空间滤波像传递系统由所述第二平凸透镜、所述第一真空管和所述第三平凸透镜构成，用于实现像传递，降低光场由于衍射而引起的畸变。
13.优选地，所述固体端面泵浦单程放大器包括沿光路依次设置的第一1064nm高反、808nm高透透镜、第一耦合透镜、第二耦合透镜、第一808nm半导体泵浦激光器、第一端面泵浦nd:yag模块、第二平凹透镜、第四平凸透镜以及第二45
°
高反射镜、第三45
°
高反射镜。
14.优选地，所述固体侧面泵浦双棒串接双程放大器包括沿光路依次设置第五半波片、第七薄膜偏振片、第六半波片、第三45
°
法拉第旋光器、第八薄膜偏振片、第五平凸透镜、第二真空管、第六平凸透镜、第九薄膜偏振片、第二侧面泵浦nd:yag模块、第四45
°
高反射镜、第五45
°
高反射镜、第七平凸透镜、第四真空管、第八平凸透镜、第三侧面泵浦nd:yag模块、第四45
°
法拉第旋光器，以及第三0
°
高反射镜；所述第二侧面泵浦模块和第三侧面泵浦模块中nd:yag为键合晶体，由两端未掺杂激活离子的晶体和中间掺杂激活离子的晶体构成，降低其端面的热负载。所述第二侧面泵浦nd:yag模块和所述第三侧面泵浦nd:yag模块是两个具有相同参数的晶体棒，并且具有相同的泵浦条件，将所述第三侧面泵浦nd:yag模块沿轴向旋转90
°
放置，用于双折射补偿。
15.优选地，所述全光纤种子源可使用全非保偏器件，或全保偏器件；所述非保偏单模光纤展宽器，用于时域展宽，可将脉冲宽度展宽至百皮秒量级，乃至纳秒量级。
16.优选地，所述固体再生放大器和所述固体侧面泵浦双棒串接双程放大器，均采用脉冲泵浦的方式；所述固体再生放大器、固体端面泵浦单程放大器和所述固体侧面泵浦双棒串接双程放大器，均工作在千赫兹量级。所述固体端面泵浦单程放大器和所述固体侧面泵浦双棒串接双程放大器使用了空间滤波像传递系统。
17.优选地，所述软边光阑为二元振幅分布，损伤阈值高、透过率高、整形精度高。
18.优选地，所述非保偏单模光纤展宽器，实现所述全光纤种子源的全纤化，体积小，结构紧凑。
19.本发明相对于现有技术具有如下优点：
20.1、采用mopa结构的光纤固体混合激光器，能够获得高稳定性和高能量的皮秒激光脉冲；采用非保偏单模光纤展宽器将脉冲宽度展宽至百皮秒量级，乃至纳秒量级，可实现全光纤种子源的全纤化。整体系统结构简单，体积小，成本低，性能稳定可靠，为材料加工和激光诱导损伤应用提供一个理想的激光源。
21.2、固体再生放大器、固体侧面泵浦双棒串接双程放大器，采用脉冲泵浦的方式，脉冲泵浦可以降低对水冷的要求，无需高的流量范围，以及高的制冷量，降低了工程化样机的体积，同时低的热效应也保证了脉冲泵浦模块可长期稳定的工作，不易损坏。而固体端面泵浦单程放大器由于粒子数反转在端面泵浦介质中分布更均匀，可以获得更高的光束质量。
22.3、固体再生放大器、固体端面泵浦单程放大器和固体侧面泵浦双棒串接双程放大器，工作在千赫兹量级，利用端面泵浦和脉冲泵浦的方式，有效的解决了棒状晶体结构的热效应问题。另外，固体再生放大器采用双端键合晶体，有效降低棒状晶体两端端面的热负载。固体侧面泵浦双棒串接双程放大器采用两个相同参数的晶体棒，并且具有相同的泵浦条件，结合像传递系统，有效补偿双折射和双聚焦效应。
23.4、采用软边光阑和空间滤波像传递系统相结合，不仅可以消除衍射调制从而改善光束质量，而且还克服了传统消衍射器件的低损伤阈值，高能量损耗等弊端，实现激光光束空间近场的均匀化输出。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明高能量高光束质量的光纤固体混合皮秒激光放大器的结构框图；
26.图2为本发明高能量高光束质量的光纤固体混合皮秒激光放大器的全光纤种子源结构示意图；
27.图3为本发明高能量高光束质量的光纤固体混合皮秒激光放大器的固体再生放大器结构示意图；
28.图4为本发明高能量高光束质量的光纤固体混合皮秒激光放大器的空间光隔离系统、光束整形以及固体端面泵浦单程放大器的结构示意图；
29.图5为本发明高能量高光束质量的光纤固体混合皮秒激光放大器的固体侧面泵浦双棒串接双程放大器结构示意图。
30.图中：1、全光纤锁模振荡器；2、两级光纤放大器；3、固体再生放大器；4、空间光隔离系统；5、光束整形；6、固体端面泵浦单程放大器；7、固体侧面泵浦双棒串接双程放大器；8、非保偏切趾光纤光栅；9、第一976nm单模泵浦激光器；10、第一非保偏波分复用器；11、第一非保偏单模掺镱增益光纤；12、第一非保偏光纤分束器；13、半导体可饱和吸收镜；14、第二非保偏光纤分束器；15、第二非保偏光纤分束器的一端尾纤；16、第一光纤隔离器；17、第二976nm单模泵浦激光器；18、第二非保偏波分复用器；19、第二非保偏单模掺镱增益光纤；20、非保偏带通滤波器；21、第二光纤隔离器；22、非保偏单模光纤展宽器；23、976nm多模泵浦激光器；24、非保偏光纤合束器；25、非保偏10/130μm掺镱增益光纤；26、高功率光纤隔离器；27、带尾纤的光纤准直器；28、第一薄膜偏振片；29、第一半波片；30、空间光隔离器；31、第二薄膜偏振片；32、第二半波片；33、第一45
°
法拉第旋光器；34、第三薄膜偏振片；35、全波片；36、bbo普克尔盒；37、第一凸面反射镜38、第四薄膜偏振片；39、第一凹面反射镜；40、第一0
°
高反射镜；41、第一侧面泵浦nd:yag模块；42、第二0
°
高反射镜；43、第二凹面反射镜；44、第二凸面反射镜；45、第一34
°
高反射镜；46、第三半波片；47、第五薄膜偏振片；48、第四半波片；49、第二45
°
法拉第旋光器；50、第六薄膜偏振片；51、第一平凹透镜；52、第一平凸透镜；53、软边光阑；54、第二平凸透镜；55、第一真空管；56、第三平凸透镜；57、第一凸透镜；58、第一45
°
高反射镜；59、1064nm高反、808nm高透透镜；60、第一耦合透镜；61、第二耦合透镜；62、第一808nm半导体泵浦激光器；63、第一端面泵浦nd:yag模块；64、第二平凹透镜；65、第四平凸透镜；66、第二45
°
高反射镜；67、第三45
°
高反射镜；68、第五半波片；69、第七薄膜偏振片；70、第六半波片；71、第三45
°
法拉第旋光器；72、第八薄膜偏振片；73、第五平凸透镜；74、第二真空管；75、第六平凸透镜；76、第九薄膜偏振片；77、第二侧面泵浦nd:yag模块；78、第四45
°
高反射镜；79、第五45
°
高反射镜；80、第七平凸透镜；81、第四真空管82、第八平凸透镜；83、第三侧面泵浦nd:yag模块；84、第四45
°
法拉第旋光器；85、第三0
°
高反射镜。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细的描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。本发明公开了一种高能量高光束质量的光纤固体混合皮秒激光放大器。
32.如图1所示，本发明包括全光纤种子源、固体再生放大器(3)、空间光隔离系统(4)、
光束整形(5)、固体双程放大器(6)和固体双棒串接双程放大器(7)。其中，全光纤种子源由全光纤锁模振荡器(1)和两级光纤放大器(2)组成，用于产生高稳定性的百皮秒锁模激光脉冲；固体再生放大器(3)作为预放大级，将锁模脉冲激光放大。空间光隔离系统(4)用于保护前级激光器不受后级放大器反射光的损伤，并且隔离后级的退偏光；光束整形(5)用于实现高效率的光束整形，实现激光的均匀化输出；固体端面泵浦单程放大器(6)进一步放大前级激光脉冲能量；最后，固体侧面泵浦双棒串接双程放大器(7)进一步放大前级激光脉冲能量，最终实现可应用的百毫焦量级高光束质量的皮秒激光脉冲输出。
33.如图2所示，全光纤种子源由全光纤锁模振荡器(1)和两级光纤放大器(2)组成。其中，全光纤锁模振荡器(1)包括沿光路依次设置的非保偏切趾光纤光栅(8)、第一976nm单模泵浦激光器(9)、第一非保偏波分复用器(10)、第一非保偏单模掺镱增益光纤(11)、第一非保偏光纤分束器(12)、半导体可饱和吸收镜(13)、第二非保偏光纤分束器(14)、第一光纤隔离器(16)，以及第二非保偏光纤分束器(14)的一端尾纤(15)。非保偏切趾光纤光栅(8)、第一非保偏波分复用器(10)、第一非保偏单模掺镱增益光纤(11)、第一非保偏光纤分束器(12)和半导体可饱和吸收镜(13)构成全光纤锁模振荡器(1)的线性腔结构，由第一976nm单模泵浦激光器(9)提供泵浦光，全光纤锁模振荡器(1)输出的信号光被第二非保偏光纤分束器(14)分为两束，其中一束经由第二非保偏光纤分束器的一端尾纤(15)实时监测，为全光纤锁模振荡器(1)、两级光纤放大器(2)、固体再生放大器(3)、固体端面泵浦单程放大器(6)和固体侧面泵浦双棒串接双程放大器(7)提供所有时间同步信号；另一束作为信号光，经由第一光纤隔离器(16)注入两级光纤放大器(2)进行能量放大。两级光纤放大器(2)包括沿光路依次设置的第二976nm单模泵浦激光器(17)、第二非保偏波分复用器(18)、第二非保偏单模掺镱增益光纤(19)、非保偏带通滤波器(20)、第二光纤隔离器(21)、非保偏单模光纤展宽器(22)、976nm多模泵浦激光器(23)、非保偏光纤合束器(24)、非保偏10/130μm掺镱增益光纤(25)、高功率光纤隔离器(26)，以及带尾纤的光纤准直器(27)。第二非保偏波分复用器(18)和第二非保偏单模掺镱增益光纤(19)构成第一级光纤放大器，由第二976nm单模泵浦激光器(17)提供泵浦光，通过非保偏带通滤波器(20)滤除放大自发辐射和残余的泵浦光后，获得1064nm信号光。信号光经由第二光纤隔离器(21)注入非保偏单模光纤展宽器(22)，将激光脉冲展宽至百皮秒量级后，注入第二级光纤放大器进行百皮秒激光脉冲的能量放大。非保偏光纤合束器(24)和非保偏10/130μm掺镱增益光纤(25)构成第二级光纤放大器，由976nm多模泵浦激光器(23)提供泵浦光，放大的信号光经由高功率光纤隔离器(26)和带尾纤的光纤准直器(27)，注入固体再生放大器(3)。带尾纤的光纤准直器(27)将全光纤种子源输出的激光扩束且准直。
34.如图3所示，固体再生放大器(3)包括沿光路依次设置的第一薄膜偏振片(28)、第一半波片(29)、空间光隔离器(30)、第二薄膜偏振片(31)、第二半波片(32)、第一45
°
法拉第旋光器(33)、第三薄膜偏振片(34)、全波片(35)、bbo普克尔盒(36)、第一凸面反射镜(37)、第四薄膜偏振片(38)、第一凹面反射镜(39)、第一0
°
高反射镜(40)、第一侧面泵浦nd:yag模块(41)、第二0
°
高反射镜(42)、第二凹面反射镜(43)，以及第二凸面反射镜(44)；第一薄膜偏振片(28)和所述第一半波片(29)，用于控制所述百皮秒锁模激光脉冲的能量和偏振态，将偏振态控制为水平偏振态；并且作为第一级隔离系统，用于阻挡固体再生放大器(3)的退偏光，保护全光纤种子源。第二薄膜偏振片(31)、第二半波片(32)和第一45
°
法拉第旋光器
(33)构成第二级隔离系统，将注入固体再生放大器(3)的激光脉冲偏振态改变为垂直偏振态。垂直偏振的激光脉冲经由第三薄膜偏振片(34)和第四薄膜偏振片(38)反射注入再生腔。第一凸面反射镜(37)、第一凹面反射镜(39)、第一0
°
高反射镜(40)、第一侧面泵浦nd:yag模块(41)和所述第二0
°
高反射镜(42)、第二凹面反射镜(43)以及第二凸面反射镜(44)构成固体再生放大器(3)的折叠凸凹再生腔；第一34
°
高反射镜(45)，用于输出固体再生放大器(3)的放大激光脉冲。腔内的电光开关由bbo普克尔盒(36)和全波片(35)构成。电光开关将系统控制在千赫兹重复频率。固体再生放大器(3)、固体端面泵浦单程放大器(6)和固体侧面泵浦双棒串接双程放大器(7)的时间延迟由电光q开关精确控制，第二非保偏光纤分束器的一端尾纤(15)经由光电探头信号线与电光q开关相连，实时监测。当电光开关处于关断状态时，垂直偏振的激光脉冲第一次经过电光开关后，由第一凸面反射镜(37)反射回来第二次经过电光开关，变为水平偏振态，水平偏振的激光脉冲可透过第三薄膜偏振片(34)。在水平偏振的激光脉冲第三次经过电光开关之前，使电光开关处于工作状态，腔内的激光脉冲将保持水平偏振，可经由第二凸面反射镜(44)和第一凸面反射镜(37)反射，多次经过第一侧面泵浦nd:yag模块(41)提取能量进行放大。当腔内的增益等于损耗，使电光开关处于关断状态，两次经过电光开关后，放大的激光脉冲将变为垂直偏振态，经由第二薄膜偏振片(31)和第一34
°
高反射镜(45)反射出再生腔，注入空间光隔离系统(4)。
35.如图4所示，空间光隔离系统(4)包括沿光路依次设置的第三半波片(46)、第五薄膜偏振片(47)、第四半波片(48)、第二45
°
法拉第旋光器(49)，以及第六薄膜偏振片(50)；第三半波片(46)和所述第五薄膜偏振片(47)，用于将所述固体再生放大器(3)输出的激光脉冲偏振态改变为水平偏振态；第四半波片(48)、所述第二45
°
法拉第旋光器(49)和所述第六薄膜偏振片(50)构成空间光隔离器，用于保护所述固体再生放大器(3)不受所述固体端面泵浦单程放大器(6)反射光的损伤，并且阻断所述固体端面泵浦单程放大器(6)的退偏光。光束整形系统(5)包括沿光路依次设置的第一平凹透镜(51)、第一平凸透镜(52)软边光阑(53)、第二平凸透镜(54)、第一真空管(55)第三平凸透镜(56)以及第一凸透镜(57)、第一45
°
高反射镜(58)。第一平凹透镜(51)、第一平凸透镜(52)，组成伽利略扩束系统，用于将所述固体再生放大器(3)输出的激光光斑扩束，改变光束直径。软边光阑(53)，用于对所述固体再生放大器(3)输出的高斯光束进行光束整形，实现激光的均匀化输出。空间滤波像传递系统由第二平凸透镜(54)、第一真空管(55)和第三平凸透镜(56)构成，用于实现像传递，降低光场由于衍射而引起的畸变。空间滤波像传递系统为真空系统，采用第一真空管(55)，防止焦点上的功率密度过高，产生等离子体堵口效应。固体端面泵浦单程放大器(6)包括沿光路依次设置的第一1064nm高反、808nm高透透镜(59)、第一耦合透镜(60)、第二耦合透镜(61)、第一808nm半导体泵浦激光器(62)、第一端面泵浦nd:yag模块(63)、第二平凹透镜(64)、第四平凸透镜(65)以及第二45
°
高反射镜(66)、第三45
°
高反射镜(67)。
36.如图5所示，固体侧面泵浦双棒串接双程放大器(7)包括沿光路依次设置第五半波片(68)、第七薄膜偏振片(69)、第六半波片(70)、第三45
°
法拉第旋光器(71)、第八薄膜偏振片(72)、第五平凸透镜(73)、第二真空管(74)、第六平凸透镜(75)、第九薄膜偏振片(76)、第二侧面泵浦nd:yag模块(77)、第四45
°
高反射镜(78)、第五45
°
高反射镜(79)、第七平凸透镜(80)、第四真空管(81)、第八平凸透镜(82)、第三侧面泵浦nd:yag模块(83)、第四45
°
法拉第旋光器(84)，以及第三0
°
高反射镜(85)；第五半波片(68)和所述第七薄膜偏振片(69)，将固
体端面泵浦单程放大器(6)输出的激光脉冲偏振态改变为水平偏振态；第六半波片(70)、第三45
°
法拉第旋光器(71)和第八薄膜偏振片(72)构成空间光隔离器，保护所述固体端面泵浦单程放大器(6)不受固体侧面泵浦双棒串接双程放大器(7)反射光的损伤，并且阻断固体侧面泵浦双棒串接双程放大器(7)的退偏光。第二侧面泵浦模块(77)和第三侧面泵浦模块(83)中nd:yag为键合晶体，由两端未掺杂激活离子的晶体和中间掺杂激活离子的晶体构成，降低其端面的热负载。第五平凸透镜(73)、第三真空管(74)和第六平凸透镜(75)构成像传递系统，实现像传递，改变光束直径。第九薄膜偏振片(76)，用于固体端面泵浦单程放大器(6)的放大激光脉冲的注入，以及输出固体侧面泵浦双棒串接双程放大器(7)的放大激光脉冲。第二侧面泵浦nd:yag模块(77)和第三侧面泵浦nd:yag模块(83)是两个具有相同参数的晶体棒，并且具有相同的泵浦条件，将第三侧面泵浦nd:yag模块(83)沿轴向旋转90
°
放置，作为双折射补偿。第四45
°
高反射镜(78)和第五45
°
高反射镜(79)构成爬高镜，折叠光路，缩小激光器体积。第七平凸透镜(80)、第四真空管(81)和第八平凸透镜(82)构成像传递系统，实现像传递，改善双折射和双聚焦效应，提高光束质量；第四真空管(81)，用于防止焦点上的功率密度过高，产生空气击穿。第四45
°
法拉第旋光器(84)，控制固体侧面泵浦双棒串接双程放大器(7)内激光脉冲的偏振，同时补偿热退偏。第三0
°
高反射镜(85)，反射固体侧面泵浦双棒串接双程放大器(7)内的激光脉冲，使激光脉冲两次经过第三侧面泵浦nd:yag模块(77)和第四侧面泵浦nd:yag模块(83)。
37.生长一个长度为泵浦模块所需晶体二倍长度的晶体棒，然后从中间截断并镀上增透膜，分别将两个晶体棒装入两个相同的泵浦模块中，这两个泵浦模块分别为第三侧面泵浦nd:yag模块(77)和第四侧面泵浦nd:yag模块(83)。第三侧面泵浦nd:yag模块(77)和第四侧面泵浦nd:yag模块(83)具有相同的参数和泵浦条件，其中，将第四侧面泵浦nd:yag模块(83)沿轴向旋转90
°
放置，补偿热致双折射效应和双聚焦效应，获得高能量高光束质量的激光脉冲输出。