[实用新型]一种半导体激光泵浦光学结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光领域，尤其涉及半导体激光泵浦的光学结构。

背景技术

半导体激光器一个方向发散角通常为30°-35°，另一个方向为10°左右，其发散面积可为1×50μm，1×100μm，1×200μm。现在发散面积1×200μm的LD输出功率可为5W～8W，1×400μm的可输出15W，1×1000μm的可输出25W～30W。对发散角大的LD通常采用大数值孔径的非球面透镜准直，但准直后这个方向的光斑大小在1mm以上，而泵浦光合适的泵浦宽度一般在100μm～200μm，因此需再加聚焦透镜聚焦，结果焦深有限，允许泵浦的激光增益介质长度有限。

由于大数值孔值、焦距超短的柱面透镜很难制作，人们有时用柱状准直器准直，但其成像质量很差。在常规半导体泵浦激光器中，中低功率多采用激光增益介质紧贴半导体发光点的泵浦方式，或采用两个非球面透镜准直、聚焦泵浦激光增益介质，结构如图1、图2所示。

参阅图1所示，101为LD，102为微片激光器，103为发光芯片。发光芯片103直接贴近泵浦微片激光器102，其距离通常在几十微米左右。

参阅图2所示，201为LD，202、203为准直透镜组，204为微片激光器。LD泵浦光通过准直透镜组202、203准直及聚焦后泵浦微片激光器204的激光增益介质。

图1和图2的激光器泵浦结构一般用于泵浦功率几百毫瓦至几瓦结构，因为采用这种泵浦方式通常聚焦点深度有限，不适合高功率泵浦。

参阅图3所示的结构，先用多模光纤301耦合LD泵浦光，再用焦距较长的透镜302准直泵浦光，经聚焦后进入激光增益介质303。其中304为后腔镜。由于多模光纤数值孔径较小，所以可以获得较长泵浦通道。这种结构可应用于几瓦到几十瓦的LD泵浦光路，由于这套光纤系统体积较大，一般用于科研仪器的设备制作。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出一种更为简单有效的半导体激光泵浦光学结构。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型的半导体激光泵浦光学结构，包括依次设置的LD泵浦源、准直器系统和包含激光增益介质和前后腔镜的激光腔。其中，准直系统后还设置第一光束压缩组件，用于在第一方向上压缩光束。

扩展的，在所述的第一光束压缩组件后还设置第二光束压缩组件，用于在第二方向上压缩光束，所述的第二方向和上述的第一方向垂直。

进一步的，所述的光束压缩组件是棱镜组或者柱面望远镜。

进一步的，所述的准直器系统是采用较大焦距的常规非球面透镜组或较大焦距的柱面透镜组或较大焦距的自聚焦透镜。

进一步的，所述的LD泵浦源是分离式LD或微片式LD。

本实用新型采用如上技术方案，具有结构更加简单合理的优势，可用于泵浦激活离子掺杂浓度较低、长度较长的激光增益介质，从而提高其对泵浦光的吸收效率。

附图说明

图1是本实用新型的第一种LD泵浦结构示意图；

图2是本实用新型的第二种LD泵浦结构示意图；

图3是本实用新型的第三种LD泵浦结构示意图；

图4(a)是本实用新型的第一实施例的结构示意图；

图4(b)是本实用新型的第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图说明和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

本实用新型采用常规大尺寸、大数值孔径自聚焦透镜，非球面透镜或柱面透镜将LD光两个方向准直，再采用棱镜对或柱面望远镜将其压缩到所需尺寸，这时光束仍处在准直状态，从而获得小尺寸准直光。采用这种结构可用于泵浦激活离子掺杂浓度较低、长度较长的激光增益介质，从而提高其对泵浦光的吸收效率。

本实用新型的第一实施例结构如图4(a)所示，401为单个发光点较出功率较高的半导体激光器(LD)，402为准直透镜系统，403A为LD短轴方向棱镜压缩组，404A为LD长轴方向棱镜压缩组，405为激光增益介质，406为激光腔腔镜。准直透镜系统402包括两个凸透镜，一个水平放置，一个竖直放置，分别对LD泵浦光的两个方向进行准直；棱镜对压缩组403A、棱镜对压缩组404A均由两块色散棱镜组成，其中棱镜对压缩组403A竖直放置，棱镜对压缩组404A水平放置，分别对半导体激光器401的LD光的两个方向进行压缩；405为长度较长的激光增益介质，如Nd:YAG，Nd:YVO4晶体等。