[发明专利]一种激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，尤其涉及激光器结构。

背景技术

LD泵浦固体激光器，由于具有效率高、光束质量好、寿命长、结构紧凑、重复频率高等优点而得到广泛应用。但LD发出的光具有较大的发散角，当采用LD或LD阵列进行端面或侧面泵浦时，需对其进行高效率的准直和会聚。目前主要采用透镜组、光纤耦合、透镜光导和自聚焦微透镜等耦合方式，但采用耦合方式会带来泵浦光的损耗，限制激光器能量转换效率，尤其存在结构复杂、成本昂贵等缺点。且通常采用的LD泵浦方式，泵浦光只能单次或两次通过增益介质，对于吸收系数较低的增益介质，或泵浦波长不在增益介质吸收中心带时，大部分的泵浦光能量被浪费了。

发明内容

针对上述问题，本发明采用新的激光器的泵浦腔结构来改善增益介质对泵浦光的吸收效率。

本发明的激光器，包括泵浦腔、泵浦光源、光学耦合系统和其他光学元件。其中，所述的泵浦腔在泵浦点处留有通光孔，其他地方均镀泵浦波长反射膜层，泵浦光源的位置与通光孔处对应。其形成除通光孔外对泵浦光高反射率的封闭腔。从而泵浦光在封闭腔中多次反射，除少量泵浦光从泵浦光通光孔逸出外，大部分被激光增益介质吸收。

进一步的，所述的泵浦光源可以是单个LD、阵列LD或者其他非LD泵浦光源；所述的泵浦方式可以是端面泵浦或侧面泵浦。

进一步的，所述的通光孔对应于所述的泵浦光源采用单个通光孔、多个排列的通光孔或者通光长条；所述的泵浦光源可根据通光孔与通光面的比例合理选择泵浦光功率。

进一步的，所述的泵浦腔内的激光增益介质结构可以采用双包层光学棒状、圆柱状、方形、波导腔等形式。

进一步的，所述的光学耦合系统采用光纤耦合、光学透镜耦合或直接耦合。

进一步的，所述的反射膜层是通过在激光增益介质表面镀高反射膜形成。泵浦光反射膜可直接在增益介质的前端面镀膜，也可与镀反射膜的光学元件光胶、胶合或深化光胶粘结。

所述的反射膜层是通过在激光增益介质侧表面与空气或液体界面形成。

所述的反射膜层是通过在激光增益介质表面胶合折射率低于所述激光增益介质折射率的胶层、光胶层或衬底材料形成。

所述的反射膜层的任一侧面可以是如上所述的形成方式，并相互结合形成。

进一步的，所述的泵浦腔可为微片式激光腔，也可为分离腔；所述的其他光学元件如倍频晶体、调Q晶体或标准具。

泵浦腔可为微片式激光腔，则采用激光增益介质单片通过光胶、胶合、深化光胶构成泵浦光全内反射面。或激光增益介质是棒状的，则侧面为光学表面棒状激光增益介质与套管之间加低于激光增益介质胶层和液体构成全内反射面。

本发明的泵浦腔可以用于制作宽温激光器，也可应用于低吸收系数的增益介质系统。

本发明采用如上技术方案的优点在于：

本发明的结构有利于提高增益介质对泵浦光吸收效率，尤其是对于吸收系数较低的增益介质，或泵浦波长不在增益介质吸收中心带的情况。

本发明的结构可用于制作宽温度工作范围激光器，降低或消除温度变化引起半导体激光波长漂移对激光器功率影响，尤其是应用于高功率、野外环境的激光器，增加输出功率稳定性。

本发明对低吸收系数激光增益介质亦可使泵浦光被充分吸收，同时避免采用增加激光增益介质长度来增加吸收的方式。可减小激光增益介质体积，同时由于激光增益介质长度可较短，而减小激光阈值。

附图说明

图1(a)是本发明的第一实施例的示意图；

图1(b)是本发明的第一实施例的泵浦腔的侧视图；

图1(c)是本发明的第一实施例的另一种泵浦腔的示意图；

图1(d)是本发明的第二实施例的示意图；

图1(e)是本发明的第三实施例的示意图；

图2(a)是本发明的第四实施例的示意图；

图2(b)是本发明的第四实施例的泵浦腔的侧视图；

图3(a)是本发明的第五实施例的示意图；

图3(b)是本发明的第六实施例的泵浦腔的示意图；

图3(c)是本发明的泵浦腔的通光面示意图；

图3(d)是本发明的泵浦腔的另一种通光面示意图；

图3(e)是本发明的第七实施例的示意图；

图3(f)是本发明的第八实施例的波导结构泵浦腔的示意图；

图4(a)是本发明的第九实施例的示意图；

图4(b)是本发明的第十实施例的示意图；

图4(c)是本发明的第十一实施例的示意图；

图4(d)是本发明的第十一实施例的泵浦腔的通光面示意图；