[发明专利]一种固体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种能够并行输出的固体激光器。

背景技术

目前半导体激光器的发展情况，尚无法利用半导体激光器直接获得绿光的输出；红光半导体激光器虽然功率水平上相对较高，但是波段较为单一；蓝光半导体激光器的输出应用目前也是只停留在低功率水平(<250mw)。尽管体积小、集成度高，但是光束质量较差，无法获得大功率的输出，同时在光谱覆盖程度上也还需要进一步的扩展，距离实际应用还有一定的差距。

半导体泵浦固体激光技术的出现改善了以往灯具泵浦的诸多不足，集成、高效，是当前固体激光技术发展的重要研究方向。利用半导体泵浦固体激光技术结合光学频率变换技术可以很好地实现紫外、深紫外以及可见光(尤其红、蓝、绿光波段)到红外区域的多谱段激光输出，在诸如激光显示、目标探测、生物医疗、化学研究以及军事航天应用等多个领域中具有极其重要的研究应用价值。此技术成熟度高，系统光束质量好，可连续调谐，波段覆盖性强，结构简单，集成度高，系统稳定性强，具有很好的规模化实用价值；不足之处在于因为材料、热力等相关因素的制约，激光电光转换效率不高，目前还无法在多谱段范围内简单、直接地获得高效率大功率的固体激光的输出。

现有的激光列阵并行输出的技术，有一种扩展腔面发射的激光技术(NECSEL)，如在申请号为WO2006105258的专利申请中介绍的那样，它是一种垂直的、扩展腔、表面发射的激光列阵并采用腔内非线性倍频的半导体激光器技术，是一种针对半导体激光列阵的技术。而固体激光器现有技术主要是针对一束固体激光的输出或者多束固体激光束耦合成一束激光的应用。

发明内容

因此，本发明的任务是克服现有技术存在的不足，从而提出一种并行输出的固体激光器。

本发明的固体激光器，包括用于输出泵浦光的由多个半导体激光器构成的半导体激光器面阵、用于对所述泵浦光进行耦合的光学耦合器件、能够将并行输入的激光并行输出的谐振腔和设置于所述谐振腔内的激光晶体。

上述技术方案中，所述半导体激光器面阵内的多个半导体激光器之间为串联、并联、或者串联并联相结合、或者各自独立。

上述技术方案中，所述半导体激光器面阵为半导体激光器模块，所述半导体激光器模块中的多个半导体激光器之间为串联、并联、或者串联并联相结合、或者各自独立。

上述技术方案中，使用多个半导体激光器模块输出线性泵浦光，所述多个半导体激光器模块之间可以串联、并联、或者串联并联相结合、或者各自独立。

上述技术方案中，所述谐振腔由输入腔镜和输出腔镜构成，或者以镀膜方式实现谐振腔，所述输出腔镜为平面输出镜、体布拉格光栅或球面反射镜面阵。

进一步地，所述体布拉格光栅选自声光体布拉格光栅、电光体布拉格光栅、磁光体布拉格光栅和光刻体布拉格光栅。

上述技术方案中，所述线性泵浦光以端面泵浦的方式对所述激光晶体进行泵浦。

上述技术方案中，所述光学耦合器件为耦合镜面阵或自聚焦透镜面阵，所述耦合镜面阵上的耦合镜与所述半导体激光器面阵上的半导体激光器一一对应，所述自聚焦透镜面阵上的自聚焦透镜与所述半导体激光器面阵上的半导体激光器一一对应；所述耦合镜面阵可以由多个独立的耦合镜构成，也可以将多个耦合镜制作成一个光学耦合器件。

上述技术方案中，所述激光晶体为具有普通结构或三明治结构的块状晶体。

上述技术方案中，所述激光晶体的为Nd:YAG，Nd:YVO₄，Nd:YLF，Nd:GdVO₄，Yb:YAG，块状陶瓷材料，Nd:YAG陶瓷或半导体材料。

上述技术方案中，还包括光学非线性晶体，可以用于激光的倍频、和频和光学参量振荡，主要包括KTP、LBO、BBO、PPMgLN、PPLN、PPKTP等晶体。

上述技术方案中，还包括用于实现脉冲激光输出的调Q开关。

进一步地，所述调Q开关为主动调Q开关或被动调Q开关。

本发明提出针对多束并行固体激光同时应用的创新性想法，以多束固体激光的并行输出的形式，在一定程度上有效地实现了半导体泵浦固体激光技术的高效率大功率的输出问题。