一种激光相干测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器

摘要

本发明涉及一种激光相干测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器，该激光器采用1μm的单频连续激光器作为种子源，保证了整个系统的频率和线宽稳定性。采用脉冲半导体激光器(LD)作为泵浦源，有效提高脉冲放大效率、抑制放大过程中自发辐射放大(ASE)。然后通过两个声光调制器将连续的种子光斩成上升沿为半高斯波形，下降沿陡峭的高对比度脉冲激光。接下来通过后面的端泵‑侧泵/板条混合放大级将脉冲能量持续提高，同时也利用增益饱和造成的脉冲整形效应使脉冲宽度逐级展宽。采用加入小孔光阑并优化每一级泵浦光脉宽的方法，有效抑制每一放大级中的放大过程中ASE。

说明书

技术领域

本发明属于全固态激光技术领域，具体涉及一种激光相干测风雷达用的大能量数百ns脉宽的长脉冲1μm单频纳秒激光器。

背景技术

激光相干测风雷达在近地空间军事环境预报、极端天气预警、风能利用、大气污染监测等军事和民事领域具有巨大应用需求。激光光源是相干测风雷达的核心关键部件，其性能指标直接决定了相干测风雷达的探测距离、灵敏度和精度。由干涉理论可知，要获得明显的干涉效果，需要发生干涉效应的最大光程差小于相干长度，因此，远距离相干测风雷达需要窄线宽的光源来提供长的相干长度。同时，窄线宽也有利于测量精度的提高。另外，光源发射激光的脉冲宽度与测风雷达中回波信号谱宽成反比，较长的脉冲宽度导致功率谱变窄从而提高风速测量精度。

目前，获得大能量1μm单频纳秒脉冲激光的常用方法是种子注入的单频脉冲激光器及主振荡放大器。该方法是将窄线宽单频连续种子光注入到调Q谐振腔中，通过压电陶瓷来连续调谐腔长，当检测到种子光在腔内谐振时，将Q开关打开以输出单频脉冲激光。该方法虽然能获得大能量单频脉冲输出，但受限于谐振探测技术及压电陶瓷性能，它的频率稳定性和线宽稳定性较差，降低测风雷达风速测量以及风场距离测量的准确性。同时，该方法产生的单频脉冲激光的脉宽较窄(一般小于百纳秒(100ns))，而且脉冲波形不可控，使其在后续放大过程中脉宽会变得更窄，不利于提高风速测量精度。

中国专利文献CN111129922A公开了大能量百ns脉冲宽度1.0μm单频激光放大系统，该专利利用1.0μm的DFB半导体激光器作为种子源，利用光纤放大模块进行斩波，通过声光调制器将连续种子源斩成上升沿为洛伦兹线型的脉冲激光，然后利用固体放大级进行放大，利用固体放大级的放大效应展宽脉冲，获得脉冲宽度大于百ns以上的1.0μm脉冲激光。但该专利采用连续LD作为泵浦源，放大效率低，不利于脉冲激光放大；并且仅靠将激光晶体端面加工成一定角度，难以完全抑制到放大过程中自发辐射受激放大(ASE)，导致输出的脉冲激光中会掺有ASE的成分，进而影响放大器的放大效率和输出激光的信噪比、单频性、稳定性和光束质量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器。使用单频连续激光器作为种子源，保证了整个系统的频率和线宽稳定性。采用双声光斩波技术，在提高脉冲对比度的同时，对脉冲波形进行预整形，整形成上升沿为半高斯波形、下降沿陡峭的高对比度脉冲激光，以利用后续放大级的增益饱和效应逐级展宽脉宽。放大级采用端泵-侧泵/板条混合放大的方式来提高激光能量，通过优化放大级泵浦脉宽和电光开关斩波技术，充分抑制放大过程中自发辐射受激放大(ASE)效应带来的不利影响，进一步提升脉冲信噪比。本发明最终能获得能量在百mJ量级，脉宽在100-500ns的大能量、长脉冲1μm单频激光输出，为远距离相干激光相干测风雷达用激光光源提供新的技术方案。

术语解释：

1、半高斯波形，是指由高斯函数在定义域为(-∞，0)上生成的函数图像。

2、ASE，是指自发辐射在增益介质内的传播过程中连续获得受激放大。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种激光测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器，包括依次沿光路设置的单频连续激光种子源、双声光调制器、光束整形器、第一小孔光阑、三级端面泵浦单通预放大器、电光斩波器、一级主放大器；

三级端面泵浦单通预放大器包括第一级端面泵浦单通预放大器、第二级端面泵浦单通预放大器、第三级端面泵浦单通预放大器；

所述单频连续激光种子源发出的单频连续种子光经所述双声光调制器双声光调制斩波后，变为长脉冲单频纳秒脉冲激光的同时对脉冲波形进行时域整形，整形成上升沿为半高斯波形、下降沿陡峭的高对比度脉冲激光，之后分别经过所述光束整形器、第一小孔光阑后进入第一级端面泵浦单通预放大器、第二级端面泵浦单通预放大器、第三级端面泵浦单通预放大器进行放大，通过优化第一级端面泵浦单通预放大器、第二级端面泵浦单通预放大器、第三级端面泵浦单通预放大器的各放大级半导体激光泵浦源占空比和小孔光阑位置，抑制各放大级ASE，再经电光斩波器进一步滤掉放大脉冲激光中的ASE，最后进入一级主放大器进行放大，最终获得大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光。

根据本发明优选的，第一小孔光阑后还依次设置有第一半波片、第一隔离器、第二半波片、第一45°1μm高反镜，所述双声光调制器包括第一双声光调制器、第二双声光调制器；

所述第一双声光调制器、第二双声光调制器、光束整形器、小孔光阑第一半波片、第一隔离器、第二半波片、第一45°1μm高反镜构成光隔离系统。

根据本发明优选的，所述第一级端面泵浦单通预放大器包括第二45°1μm高反镜、第一平凸透镜、第一激光晶体、第一45°二向色镜、第二平凸透镜、第三平凸透镜、第一脉冲LD、第二小孔光阑；

所述第二级端面泵浦单通预放大器包括第三45°1μm高反镜、第四平凸透镜、第二激光晶体、第二45°二向色镜、第五平凸透镜、第六平凸透镜、第二脉冲LD、第三小孔光阑；

所述第三级端面泵浦单通预放大器包括第四45°1μm高反镜、第七平凸透镜、第一薄膜偏振片、第三激光晶体、第三45°二向色镜、第八平凸透镜、第九平凸透镜、第三脉冲LD；

激光经所述第一平凸透镜聚焦进入所述第一激光晶体进行单通放大，所述第一脉冲LD发射的泵浦光经所述第二平凸透镜、第三平凸透镜组成的耦合系统也聚焦进所述第一激光晶体中；

经所述第一级端面泵浦单通预放大器放大后的脉冲激光通过所述第一45°二向色镜输出，在经过所述第二小孔光阑后，通过所述第三45°1μm高反镜进入所述第二级端面泵浦单通预放大器，激光经所述第四平凸透镜聚焦进入所述第二激光晶体进行单通放大，所述第二脉冲LD发射的泵浦光经所述第五平凸透镜、第六平凸透镜组成的耦合系统也聚焦进所述第二激光晶体中；

经所述第二级端面泵浦单通预放大器放大后的脉冲激光通过所述第二45°二向色镜输出，在经过所述第三小孔光阑后，通过所述第四45°1μm高反镜进入所述第三级端面泵浦单通预放大器，激光经所述第七平凸透镜、第一薄膜偏振片聚焦进入所述第三激光晶体进行单通放大，所述第三脉冲LD发射的泵浦光经所述第八平凸透镜、第九平凸透镜组成的耦合系统也聚焦进所述第三激光晶体中，放大后的脉冲激光通过所述第三45°二向色镜输出。

根据本发明优选的，所述激光器还包括依次沿光路设置的第五45°1μm高反镜、第十平凸透镜、第二隔离器、第三半波片、所述电光斩波器、第二薄膜偏振片、第六45°1μm高反镜；

经所述第三级端面泵浦单通预放大器放大后的激光依次经过第五45°1μm高反镜、第十平凸透镜、第二隔离器、第三半波片、所述电光斩波器、第二薄膜偏振片后，通过所述第六45°1μm高反镜进入所述一级主放大器进行最终的脉冲能量放大。

根据本发明优选的，所述一级主放大器为侧面泵浦放大模块，所述一级主放大器后沿光路设置有第十一平凸透镜、第十二平凸透镜；

经过所述侧面泵浦放大模块即所述一级主放大器进行最终的脉冲能量放大后，通过所述第十一平凸透镜、第十二平凸透镜组成的望远镜系统扩束输出。

根据本发明优选的，所述侧面泵浦放大模块为脉冲LD侧面泵浦Nd

根据本发明优选的，所述单频连续激光种子源为单频光纤激光器、非线性环形腔结构固体单频激光器、DFB激光器或外腔式半导体激光器,所述单频连续激光种子源输出激光的线宽小于10kHz。

根据本发明优选的，所述第一脉冲LD、第二脉冲LD及第三脉冲LD均是光纤耦合输出，其芯径为200μm或400μm，所述第一脉冲LD、第二脉冲LD及第三脉冲LD的中心波长均为808nm或880nm，或者，为940nm或976nm。

所述第一脉冲LD和第二脉冲LD出射的泵浦光的聚焦光斑直径为250μm，所述第三脉冲LD出射的泵浦光的聚焦光斑直径为400μm；

所述第一脉冲LD、第二脉冲LD及第三脉冲LD的泵浦脉宽按1：0.7：0.4的比例逐级递减。

根据本发明优选的，所述第一激光晶体、第二激光晶体、第三激光晶体的两端加工成2-5°楔角，所述第一激光晶体、第二激光晶体、第三激光晶体是Nd

根据本发明优选的，所述电光斩波器中电光晶体是BBO电光晶体、RTP电光晶体或KDP电光晶体。

根据本发明优选的，所述一级主放大器为部分端面泵浦混合腔板条放大器，所述激光器还包括第一竖直方向使用平凸柱面镜、第一水平方向使用平凸柱面镜、0°1μm高反楔形镜、板条激光晶体、0°二向色镜、球面透镜组、第一水平方向使用平凸柱面镜组、水平方向使用平面波导、第二水平方向使用平凸柱面镜组、脉冲LD阵列、45°1μm高反楔形镜、第六45°1μm高反镜、第二竖直方向上使用平凸柱面镜、第三水平方向使用平凸柱面镜、第四水平方向使用平凸柱面镜；

经所述第三级端面泵浦单通预放大器放大后的脉冲激光通过所述第一竖直方向使用平凸柱面镜、第一水平方向使用平凸柱面镜，将光束聚焦成在竖直方向上与部分端面泵浦混合腔板条放大器腔模匹配，在水平方向上则具有合适发散角的椭圆形光束，然后进入部分端面泵浦混合腔板条放大器即所述一级主放大器；

激光通过0°1μm高反楔形镜和0°二向色镜形成的部分端面泵浦混合腔板条放大器的混合腔结构，在水平方向上多次往返经过所述板条激光晶体并提取其中储存的能量，然后通过第六45°1μm高反镜输出；

最后放大的脉冲激光通过第六45°1μm高反镜反射后，进入由第二竖直方向上使用平凸柱面镜、第三水平方向使用平凸柱面镜、第四水平方向使用平凸柱面镜组成的缩束望远镜系统，由椭圆形光束转变成圆形光束输出。

根据本发明优选的，部分端面泵浦混合腔板条放大器为脉冲LD阵列部分端面泵浦Nd

根据本发明优选的，所述板条激光晶体是Nd:YAG或者Nd

根据本发明优选的，所述脉冲LD阵列是4bar或6bar或8bar，中心波长是808nm或者880nm，或者，是940nm或者976nm。

本发明提供的激光测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器与现有技术相比具有以下有益效果：

1、采用光纤单频激光器或者NPRO固体激光器或者DFB/外腔式半导体激光器线宽小于10kHz，保证了整个大能量单频激光器的线宽；

2、采用双声光调制器对连续单频种子光进行斩波和脉冲波形调制，既提高了单频脉冲激光的信噪比，又有利于充分后端放大级增益提取进而提高放大效率，实现数百Hz、数百ns的大能量、长脉冲激光输出；

3、采用脉冲LD作为泵浦源大大提高了放大效率，并且通过优化每一级预放大级脉冲半导体激光器的占空比、在光路中设置小孔光阑、以及采用电光斩波器有效抑制放大过程中ASE，提高脉冲信噪比和放大效率；

4、本发明可同时实现数百Hz、数百ns、百mJ的大能量、长脉冲单频纳秒激光输出

附图说明

图1是经双声光调制器之后单频纳秒激光种子源脉冲波形示意图；

图2是本发明实施例1一种激光相干测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器的结构示意图；

图3是本发明实施例2一种激光相干测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器的结构示意图；

图4是大能量、长脉冲1μm单频激光器输出参数指标示意图；

1、单频连续激光种子源，2、第一声光调制器，3、第二声光调制器，4、光束整形器，5、第一小孔光阑，6、第一半波片，7、第一隔离器，8、第二半波片，9、第一45°1μm高反镜，10、第二45°1μm高反镜，11、第一平凸透镜，12、第一激光晶体，13、第一45°二向色镜，14、第二平凸透镜，15、第三平凸透镜，16、第一脉冲LD，17、第二小孔光阑，18、第三45°1μm高反镜，19、第四平凸透镜，20、第二激光晶体，21、第二45°二向色镜，22、第五平凸透镜，23、第六平凸透镜，24、第二脉冲LD，25、第三小孔光阑，26、第四45°1μm高反镜，27、第七平凸透镜，28、第一薄膜偏振片，29、第三激光晶体，30、第三45°二向色镜，31、第八平凸透镜，32、第九平凸透镜，33、第三脉冲LD，34、第五45°1μm高反镜，35、第十平凸透镜，36、第二隔离器，37、第三半波片，38、电光斩波器，39、第二薄膜偏振片，40、第六45°1μm高反镜，41、侧面泵浦放大模块，42、第十一平凸透镜，43、第十二平凸透镜；44、第一竖直方向使用平凸柱面镜，45、第一水平方向使用平凸柱面镜，46、0°1μm高反楔形镜，47、板条激光晶体，48、0°二向色镜，49、球面透镜组，50、第一水平方向使用平凸柱面镜组，51、水平方向使用平面波导，52、第二水平方向使用平凸柱面镜组，53、脉冲LD阵列，54、45°1μm高反楔形镜，55、第六45°1μm高反镜，56、第二竖直方向上使用平凸柱面镜，57、第三水平方向使用平凸柱面镜，58、第四水平方向使用平凸柱面镜。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

实施例1

一种激光测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器，如图2所示，包括依次沿光路设置的单频连续激光种子源1、双声光调制器、光束整形器4、第一小孔光阑5、三级端面泵浦单通预放大器、电光斩波器38、一级主放大器；

三级端面泵浦单通预放大器包括第一级端面泵浦单通预放大器、第二级端面泵浦单通预放大器、第三级端面泵浦单通预放大器；

单频连续激光种子源1发出的单频连续种子光经双声光调制器双声光调制斩波后，变为长脉冲单频纳秒脉冲激光的同时对脉冲波形进行时域整形，整形成上升沿为半高斯波形、下降沿陡峭的高对比度脉冲激光(脉冲波形如图1所示)，之后分别经过光束整形器4、第一小孔光阑5后进入第一级端面泵浦单通预放大器、第二级端面泵浦单通预放大器、第三级端面泵浦单通预放大器进行放大，通过优化第一级端面泵浦单通预放大器、第二级端面泵浦单通预放大器、第三级端面泵浦单通预放大器的各放大级半导体激光泵浦源占空比和小孔光阑位置，抑制各放大级ASE，再经电光斩波器38进一步滤掉放大脉冲激光中的ASE，最后进入一级主放大器进行放大，最终获得大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光。以寻找放大脉冲能量与ASE能量之比最大为目标，在实验中不断改变每一放大级脉冲LD的占空比以及第一小孔光阑5位置。这个最佳占空比和第一小孔光阑5位置需要通过具体实验测定。

第一小孔光阑5后还依次设置有第一半波片6、第一隔离器7、第二半波片8、第一45°1μm高反镜9，双声光调制器包括第一双声光调制器2、第二双声光调制器3；

第一双声光调制器2、第二双声光调制器3、光束整形器4、第一小孔光阑5、第一半波片6、第一隔离器7、第二半波片8、第一45°1μm高反镜9构成光隔离系统。

第一级端面泵浦单通预放大器包括第二45°1μm高反镜10、第一平凸透镜11、第一激光晶体12、第一45°二向色镜13、第二平凸透镜14、第三平凸透镜15、第一脉冲LD16、第二小孔光阑17；

第二级端面泵浦单通预放大器包括第三45°1μm高反镜18、第四平凸透镜19、第二激光晶体20、第二45°二向色镜21、第五平凸透镜22、第六平凸透镜23、第二脉冲LD24、第三小孔光阑25；

第三级端面泵浦单通预放大器包括第四45°1μm高反镜26、第七平凸透镜27、第一薄膜偏振片28、第三激光晶体29、第三45°二向色镜30、第八平凸透镜31、第九平凸透镜32、第三脉冲LD33；

激光经第一平凸透镜11聚焦进入第一激光晶体12(Nd:YAG)进行单通放大，第一脉冲LD16发射的泵浦光经第二平凸透镜14、第三平凸透镜15组成的耦合系统也聚焦进第一激光晶体12中；

经第一级端面泵浦单通预放大器放大后的脉冲激光通过第一45°二向色镜13输出，在经过第二小孔光阑17后，通过第三45°1μm高反镜18进入第二级端面泵浦单通预放大器，激光经第四平凸透镜19聚焦进入第二激光晶体20(Nd:YAG)进行单通放大，第二脉冲LD24发射的泵浦光经第五平凸透镜22、第六平凸透镜23组成的耦合系统也聚焦进第二激光晶体20中；

经第二级端面泵浦单通预放大器放大后的脉冲激光通过第二45°二向色镜21输出，在经过第三小孔光阑25后，通过第四45°1μm高反镜26进入第三级端面泵浦单通预放大器，激光经第七平凸透镜27、第一薄膜偏振片28聚焦进入第三激光晶体29(Nd:YAG)进行单通放大，第三脉冲LD33发射的泵浦光经第八平凸透镜31、第九平凸透镜32组成的耦合系统也聚焦进第三激光晶体29中，放大后的脉冲激光通过第三45°二向色镜30输出。

激光器还包括依次沿光路设置的第五45°1μm高反镜34、第十平凸透镜35、第二隔离器36、第三半波片37、电光斩波器38、第二薄膜偏振片39、第六45°1μm高反镜40；

经第三级端面泵浦单通预放大器放大后的激光依次经过第五45°1μm高反镜34、第十平凸透镜35、第二隔离器36、第三半波片37、电光斩波器38、第二薄膜偏振片39后，通过第六45°1μm高反镜40进入一级主放大器进行最终的脉冲能量放大。

一级主放大器为侧面泵浦放大模块41，一级主放大器后沿光路设置有第十一平凸透镜42、第十二平凸透镜43；

经过侧面泵浦(Nd:YAG)放大模块41即一级主放大器进行最终的脉冲能量放大后，通过第十一平凸透镜42、第十二平凸透镜43组成的望远镜系统扩束输出。

侧面泵浦放大模块41为脉冲LD侧面泵浦Nd

单频连续激光种子源1为单频光纤激光器、非线性环形腔(NPRO)结构固体单频激光器、DFB(Distributed Feedback Laser)激光器或外腔式半导体激光器，单频连续激光种子源输出激光的线宽小于10kHz。

第一脉冲LD16、第二脉冲LD24及第三脉冲LD33均是光纤耦合输出，其芯径为200μm或400μm，第一脉冲LD16、第二脉冲LD24及第三脉冲LD33的中心波长均为808nm或880nm，或者，为940nm或976nm。第一脉冲LD、第二脉冲LD及第三脉冲LD为脉冲工作模式，占空比可调。

第一脉冲LD16和第二脉冲LD24出射的泵浦光的聚焦光斑直径为250μm，第三脉冲LD33出射的泵浦光的聚焦光斑直径为400μm；泵浦光聚焦光斑大小与种子光的相匹配以达到最佳放大效果。

第一脉冲LD16、第二脉冲LD24及第三脉冲LD33的泵浦脉宽按1：0.7：0.4的比例逐级递减。通过优化每一级泵浦脉宽来尽可能地在抑制ASE的同时放大脉冲激光能量。

第一激光晶体12、第二激光晶体20、第三激光晶体29的两端加工成2-5°楔角，第一激光晶体12、第二激光晶体20、第三激光晶体29是Nd

电光斩波器38中电光晶体是BBO电光晶体、RTP电光晶体或KDP电光晶体。

上述激光测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器的工作过程如下：

从单频连续激光种子源1输出的连续激光先经过第一声光调制器2、第二声光调制器3进行斩波和脉冲整形，以获得所需要的脉冲激光；然后通过光束整形器4准直后，再通过由第一半波片、6、第一隔离器7组成的光隔离系统进入第一级端面泵浦单通预放大器，将能量放大至百μJ左右；第一级端面泵浦单通预放大器放大后的脉冲激光再通过第二级端面泵浦单通预放大器放大到1mJ左右；然后通过第三级端面泵浦单通预放大器放大到10mJ左右，再经过光隔离系统，进入由电光开关和薄膜偏振片组成的电光斩波38中，进一步过滤ASE成分；最后通过侧面泵浦放大模块41将能量放大到百mJ量级。

图4是大能量、长脉冲1μm单频激光器输出参数指标示意图；(a)给出了各放大级激光输出能量(对数坐标)，(b)给出了经过各个放大级后ASE的能量(对数坐标)，(c)给出了输出脉冲序列，(d)给出了输出光束质量，(e)给出了放大脉冲的线宽。通过图4可以看出本发明单频纳秒激光器的重频可以达到100Hz，单脉冲能量可以达到100mJ，同时ASE可以控制在10μJ以下，线宽只有50kHz，并且具有优异的光束质量，能够很好地满足长距离激光相干测风雷达的需求。

实施例2

根据实施例1所述的一种激光测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器，其区别在于：如图3所示，一级主放大器为部分端面泵浦混合腔板条放大器，激光器还包括第一竖直方向使用平凸柱面镜44、第一水平方向使用平凸柱面镜45、0°1μm高反楔形镜46、板条激光晶体47、0°二向色镜48、球面透镜组49、第一水平方向使用平凸柱面镜组50、水平方向使用平面波导51、第二水平方向使用平凸柱面镜组52、脉冲LD阵列53、45°1μm高反楔形镜54、第六45°1μm高反镜55、第二竖直方向上使用平凸柱面镜56、第三水平方向使用平凸柱面镜57、第四水平方向使用平凸柱面镜58；

经第三级端面泵浦单通预放大器放大后的脉冲激光通过第一竖直方向使用平凸柱面镜44、第一水平方向使用平凸柱面镜45，将光束聚焦成在竖直方向上与部分端面泵浦混合腔板条放大器腔模匹配，在水平方向上则具有合适发散角的椭圆形光束，然后进入部分端面泵浦混合腔板条放大器即一级主放大器；

激光通过0°1μm高反楔形镜46和0°二向色镜48形成的部分端面泵浦混合腔板条放大器的混合腔结构，在水平方向上多次往返经过板条激光晶体47并提取其中储存的能量，然后通过第六45°1μm高反镜55输出；

最后放大的脉冲激光通过第六45°1μm高反镜55反射后，进入由第二竖直方向上使用平凸柱面镜56、第三水平方向使用平凸柱面镜57、第四水平方向使用平凸柱面镜58组成的缩束望远镜系统，由椭圆形光束转变成圆形光束输出。

泵浦光耦合系统包括第一水平方向使用平凸柱面镜组50、第二水平方向使用平凸柱面镜组52、水平方向使用平面波导、球面透镜组；脉冲LD阵列53发射的泵浦光在水平方向上，先经过第一水平方向使用平凸柱面镜组50聚焦进入水平方向使用平面波导进行匀化后，通过水平方向使用平面波导和球面透镜组组成的成像系统，最终整形成与板条激光晶体47宽度一致的均匀泵浦线；而在竖直方向上，则只有球面透镜组起聚焦作用，将泵浦光聚焦进板条激光晶体47内。

部分端面泵浦混合腔板条放大器为脉冲LD阵列53部分端面泵浦Nd

板条激光晶体47是Nd:YAG或者Nd

脉冲LD阵列53是4bar或6bar或8bar，中心波长是808nm或者880nm，或者，是940nm或者976nm。

上述激光测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器的工作过程如下：

从单频连续激光种子源1输出的连续激光先经过第一声光调制器2、第二声光调制器3进行斩波和脉冲整形，以获得所需要的脉冲激光；然后通过光束整形器4准直后，再通过由第一半波片、6、第一隔离器7组成的光隔离系统进入第一级端面泵浦单通预放大器，将能量放大至百μJ左右；第一级端面泵浦单通预放大器放大后的脉冲激光再通过第二级端面泵浦单通预放大器放大到1mJ左右；然后通过第三级端面泵浦单通预放大器放大到10mJ左右，再经过光隔离系统，进入由电光开关和薄膜偏振片组成的电光斩波器38中，进一步过滤ASE成分；通过水平和竖直方向上的两个柱面镜将脉冲激光整形成椭圆形光束，然后进入部分端面泵浦混合腔板条放大器组成的主放大级，将能量放大到百mJ量级，最后通过由水平方向缩束望远镜和竖直方向柱面镜组成的光束整形系统整形成圆形光束输出。