介质中热分布可以用一维热传导近似，由于板条状的增益介质较大的泵浦体积，热量可以分担到整个增益介质，因此其整体热效应较小，泵浦光功率可以加到很高水平而不至于使再生谐振腔离开稳区，并且热畸变也较小，因此本发明能够获得高平均功率高光束质量激光输出；另外本发明可经过快轴准直的LD单bar或阵列输出的激光作为泵浦光，其成本小于端面泵浦棒状增益介质常用的光纤耦合半导体激光器，整个装置成本更低。
[0064]图2为本发明的一个较佳实施例的一种基于板条增益介质的激光再生放大器的结构示意图；本实施中板条增益介质11为Nd = YAG晶体，掺杂浓度为1%，尺寸为ImmX 12mmX 25mm,两个端面(ImmX 12mm)抛光，用以同时通过泵浦光和激光，上下两个大面(12_X25mm)焊接在金属热沉上对板条增益介质进行有效的制冷，这样板条增益介质中的热梯度几乎只存在厚度方向上(y方向)，沿上下两个大面方向上的热梯度很小，板条增益介质中热分布可以用一维热传导近似；
[0065]本实施例中，泵浦源14为快轴准直的半导体激光器LD单巴，总的输出功率100W，波长885nm ;泵浦源14发射的泵浦光由泵浦光整形器13整形为横截面为1mmX0.6mm 口径的光束从板条增益介质11的一侧端面进入板条状激光介质11。
[0066]本实施例中，所述种子光源I,提供脉宽为约30皮秒、波长1064nm脉冲重复频率85MHz的s偏振态的种子光，且经过光束耦合模块15后，种子激光整形为长条形光斑，所述长条形光斑I方向大小与再生谐振腔的I方向本征模光斑大小相当，能在再生谐振腔内实现自再现；而长条形光斑X方向被准直，其大小与泵浦源14发射的泵浦光由泵浦光整形器13整形后的大小相等，即种子激光光斑整形为1mmX0.6mm的光斑注入到再生谐振腔。
[0067]本实施例中，所述光隔离模块包括:包括第一偏振器2、旋光器3和半波片4 ;第一偏振器2为薄膜偏振片,其对种子激光波长1064nm的p偏振光高透过率,对s偏振光高反射率；旋光器3为法拉第旋光器,可使偏振光的偏振态旋转45° ,并且与入射光方向无关,其内部晶体的口径大于或等于板条增益介质11的宽度12_ ;半波片4可使从一个方向的入射的线偏振光的偏振态顺时针或逆时针旋转45° ,而从另一个方向入射的线偏振光的偏振态逆时针或顺时针旋转45° ;所述光隔离模块可实现光隔离的效果，即从光隔离模块一侧入射的线偏振光再次返回到光隔离模块后其偏振态变为与最初偏振态相垂直的线偏振光。
[0068]本实施例中，所述再生谐振腔为四腔镜谐振腔，包括第一腔镜8、第四腔镜12、第二腔镜9、第三腔镜10 ;所述第一腔镜8、第四腔镜12均为平面镜，所述第二腔镜9、第三腔镜10为球面反射镜并且它们之间的距离等于它们焦距之和，从而组成一个望远镜系统，所述四个腔镜均镀有对激光波长1064nm高反射率且对885nm高透过率的介质膜。
[0069]所述再生谐振腔还包括第二偏振器5、调Q模块6、四分之一拨片7 ;所述第二偏振器5为薄膜偏振片；所述调Q模块6为偏硼酸钡晶体BBO的普克尔盒，其横截面为3mmX12mm。所述四分之一波片7的光轴，即快轴或慢轴与水平方向呈45°角,可使从一个方向的入射的1064nm线偏振光的偏振态变为圆偏振光,或圆偏振光变为线偏振光。
[0070]本实施例中，所述第一偏器2、第二偏振器5均为对激光波长1064nm的p偏振光高透过率，对s偏振光高反射率的平面镜。
[0071]当S偏振态的种子激光经过光隔离模块时偏振态变成P偏振，从而经第二偏振器5透射进再生谐振腔内，然后往返通过四分之一波片7两次使P偏振态变成s偏振态(垂直偏振)，从而使种子激光被第二偏振器5反射到再谐振腔的另一部分，此时打开普克尔盒高压，使普克尔盒作用相当于一个四分之一波片，与四分之一波片7配合起到一个二分之一波片的作用。等种子激光脉冲再次返回到普克尔盒以及四分之一波片时，往返通过两次其偏振态仍然为s偏振，因此种子激光脉冲能在再生谐振腔内多次往返通过板条增益介质
11。在板条增益介质11的y方向由于存在热焦距，并且种子激光光斑y方向大小与再生谐振腔y方向本征模是匹配的，因此可以实现传统激光再生放大器上的自再现，保持光斑I方向大小不变；另一方面在X方向种子激光光斑是准直的，并且板条增益介质11在X方向热焦距可以忽略不计，种子激光脉冲在腔内往返时，第二腔镜9和第三腔镜10组成的望远镜系统对X方向光斑大小进行扩束或缩束，再次返回时进行逆向缩束或扩束从而恢复之前的X方向光斑大小，因此光斑X方向大小在板条增益介质11上也可以保持不变，脉冲能量达到最大值时去掉普克尔盒上的高压就能将激光脉冲释放出来。设定普克尔盒上高压开启的重复频率为5kHz，这样最后该激光再生放大器能输出重复频率为5kHz的皮秒激光脉冲。
[0072]图3为本发明的一个较佳实施例的一种基于板条增益介质的激光再生放大器的激光放大模拟图，是种子激光脉冲在再生谐振腔内放大的过程，当脉冲在腔内往返38次时，输出激光脉冲的单脉冲能量最大能达到4mJ，对应输出功率20W。此时普克尔盒高压开启时间为475ns，当继续增加高压开启时间时由于腔内的损耗大于增益脉冲能量会逐渐减小，所以在此时关闭普克尔盒高压能输出最大能量的脉冲。如果继续增加泵浦源14的功率，该激光再生放大器能输出更高的脉冲能量。泵浦源14功率达到160W时单脉冲能量达到9.4mJ，对应平均功率为47W，远远超过目前棒状增益介质激光再生放大器的水平。
[0073]图4为本发明的另一个较佳实施例的一种基于板条增益介质的激光再生放大器的结构示意图；本实施例的中，板条增益介质11为Nd = YVO4晶体，掺杂浓度为0.5%，尺寸为1.2mmX 12mmX 12mm,两个端面(1.2mmX12mm)抛光，用以同时通过泵浦光和激光，上下两个大面(12_X12mm)焊接在金属热沉上对板条增益介质11进行有效的制冷，这样板条增益介质中的热梯度几乎只存在在厚度方向上(y方向)而沿大面方向上的热梯度很小，板条增益介质11中热分布可以用一维热传导近似；
[0074]本实施例中，泵浦源14为快轴准直的半导体激光器LD阵列，总的输出功率100W，波长880nm;泵浦源14发射的泵浦光由泵浦光整形器3整形为横截面为1mmX0.6mm 口径的光束从板条增益介质11的一侧端面进入板条状激光介质11。
[0075]本实施例中，所述种子光源I,提供脉宽为约30皮秒、波长1064nm脉冲重复频率85MHz的s偏振态的种子激光，且经过光束耦合模块15后，种子激光整形为长条形光斑，y方向光斑大小与再生谐振腔的I方向本征模光斑大小相当，能在再生谐振腔内实现自再现；而X方向光斑被准直，其大小与泵浦源14发射的泵浦光由泵浦光整形器13整形后的大小相等，即种子激光光斑整形为1mmX0.6mm的光斑注入到再生谐振腔。
[0076]本实施例中，所述光隔离模块包括:包括第一偏振器2、旋光器3和半波片4 ;所述第一偏振器2为薄膜偏振片,其对种子激光波长1064nm的p偏振光高透过率,对s偏振光高反射率；所述旋光器3为法拉第旋光器3，可使偏振光的偏振态旋转45°，并且与入射激光方向无关，其内部晶体的口径大于或等于板条增益介质11的宽度12mm相当；半波片4可使从一个方向的入射的线偏振光的偏振态顺时针或逆时针旋转45° ,而从另一个方向入射的线偏振光的偏振态逆时针或顺时针旋转45° ;所述光隔离模块可实现光隔离的效果，即从光隔离模块一侧入射的线偏振光再次返回到光隔离模块后其偏振态变为与最初偏振态相垂直的线偏振光。
[0077]本实施例中，所述再生谐振腔为两镜腔，包括第一腔镜8和第四腔镜12，均为平面镜，并且均镀有对激光波长1064nm高反射率且对880nm高透过率的介质膜；再生谐振腔内还包括两个透镜，第一透镜16和第二透镜17，并且它们之间的距离等于它们焦距之和，从而组成一个望远镜系统，两个透镜均镀有对激光波长1064nm高透过率的介质膜。
[0078]所述再生谐振腔还包括第二偏振器5、调Q模块6、四分之一拨片7 ;所述第二偏振器5为薄膜偏振片；所述调Q模块6为KD*P晶体的普克尔盒，其横截面为3mmX 12mm。所述四分之一波片7的光轴，即快轴或慢轴与水平方向呈45°角，可使从一个方向的入射的1064nm线偏振光的偏振态变为圆偏振光,或圆偏振光变为线偏振光。
[0079]本实施例中，所述第一偏器2、第二偏振器5均为对激光波长1064nm的p偏振光高透过率，对s偏振光高反射率的平面镜。
[0080]当P偏振态的种子