许多多程放大器使用激光晶体,激光晶体是端泵浦或侧泵浦的,然后包含许多激光镜,使光束多次穿过晶体。由于不同通道的光束需要高度分离,因此它们具有不同的角度方向,尽管原则上可以通过使用特定的空间偏移使它们的传播方向平行。如果晶体相对较薄,不同的光束将在晶体内部强烈重叠,极限情况是薄圆盘激光器。
图1:多通放大器设置示意图。
当不同通道的光在晶体中强烈重叠时,总增益大约等于通道数量与单个通道增益的乘积。此外,有效饱和能量也会降低。对于较小的总增益,它将随着通道的减小而减小。
当设置具有多个通道的放大器时,波束的方向通常不在同一平面上。这种放大器的设计和布置可能是非常复杂的问题。
除了被放大之外,信号束还经历其他效应,例如晶体中的热透镜或非线性效应。特别是热透镜可以极大地影响横向光束的形状;增益控制也可以具有这种效果。这种效应(自然光束发散)可以通过结合聚焦光学器件(通常是曲面激光镜)来抵消。如果光束不沿着热透镜的中心传播,热透镜也可以使光束偏转。最佳布置取决于泵浦功率和信号光功率。
正反馈放大器被认为是一种特殊的多通路放大器。这里,不是通过设置光束的几何路径来获得多个通道,而是使用光学开关。这适用于超短脉冲,其中脉冲的长度远小于往返时间。因此,你可以注入一个脉冲,让它循环多次,然后输出。这对于获得非常高的整体增益非常方便,比具有几何设置的多通路放大器更可行。