[实用新型]光纤耦合双端面泵浦全固态激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光器，特别是一种光纤耦合双端面泵浦全固态激光器。

背景技术

半导体二极管泵浦全固态激光器是用激光二极管代替闪光灯去泵浦固体激光增益介质的激光器。早在60年代，用GaAs二极管波长为880nm的辐射泵浦Nd:CaWO4已得到1064nm的荧光输出。GaAs激光二极管(简称LD)发明后不久，人们已经认识到用LD代替闪光灯作泵浦源有效率高，寿命长和结构紧凑的优点。但LD在功率和可靠性方面均达不到泵浦源的要求，所以研究报告很少。70年代LD的功率没有很大的突破，但半导体二极管泵浦全固态激光器得研究在新的化学增益材料和波导激光等方面得到明显的进展。80年代，由于量子阱的出现，LD的阈值电流减小，连续和准连续的功率有了明显的提高，因而半导体二极管泵浦全固态激光器的工作也上了一个台阶。

自20世纪90年代以来，端面泵浦全固态激光器的发展日新月异，成为国际国内激光技术的研究热点。根据激光二极管及其列阵输出光功率的大小及输出光束的特点，通常有端面泵浦(纵向泵浦)和侧面泵浦(横向泵浦)两种方式。端面泵浦是中小功率LD泵浦固体激光器常用的一种泵浦方式，具有结构紧凑，整体效率高，空间模式好的特点。端面泵浦全固态激光器中，LD输出的空间相干光束，沿着光学谐振腔的轴向泵浦，光束聚焦在增益介质的一个小体积内。谐振腔的参数保证泵浦光和谐振腔模的激发空间能很好地重叠在一起，达到模式匹配。重叠程度直接影响光泵浦的率和输出光束的质量。同时，端面泵浦在入射方向的穿透深度很大，增益介质对泵浦光吸收充分，因而泵浦阈值功率低，斜效率较高。

大多端面泵浦全固态激光器，多采用单端面泵浦方式，由于受晶体中的热效应所产生热应力不能超过激光晶体的断裂应力的限制，增益介质单位面积上存在最大泵浦功率不能很高，因此输出激光功率相对较小，并由此产生的热透镜效应严重的影响了激光器的光束质量，同时长期运行稳定性也会受到很大影响，使得端面泵浦全固态激光器在实际激光应用中受到一定的限制。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种输出功率大的光纤耦合双端面泵浦全固态激光器。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术解决方案：一种光纤耦合双端面泵浦全固态激光器，其特征在于它包含第一泵浦源、第二泵浦源、型谐振腔、第一增益介质和第二增益介质，其中，所述的型谐振腔主要由平面全反镜、输出耦合镜和两个二相色镜组成，所述的第一增益介质设在所述的第一泵浦源的泵浦光路上，所述的输出耦合镜设在第一增益介质的后方，所述的第一个二相色镜设在第一泵浦源与第一增益介质之间的泵浦光路上，所述的第一个二相色镜与所在的泵浦光路呈一定夹角，使第一个二相色镜将谐振光运行方向改变90°；所述的第二增益介质设在所述的第二泵浦源的泵浦光路上，所述的平面全反镜设在第二增益介质的后方，所述的第二个二相色镜设在第二泵浦源与第二增益介质之间的泵浦光路上，所述的第二个二相色镜与所在的泵浦光路呈一定夹角，使第二个二相色镜将谐振光运行方向改变90°；所述的第一个二相色镜和第二个二相色镜以各自二相色镜所改变的谐振光光路重合在一起为基准进行位置设置，第一个二相色镜与第二个二相色镜呈90°夹角。

在所述的型谐振腔内还设有调Q器件，调Q器件设在第一在增益介质与输出耦合镜之间，或调Q器件设在第一个二相色镜和第二个二相色镜之间所在的光路上。所述的调Q器件一般为声光调Q器件，如需高频输出时可选用电光调Q器件。

所述的第一个二相色镜与所在的泵浦光路呈45°夹角，所述的第二个二相色镜与所在的泵浦光路呈135°夹角，二相色镜与泵浦光相对的一侧镀制有泵浦光增透介质膜，二相色镜与谐振光相对的一侧镀制有谐振光全反膜和泵浦光增透介质膜。

所述的第一泵浦源包含半导体激光二极管模块、光纤、光学聚焦系统，其中，所述的光学聚焦系统采用四片式耦合透镜组合而成。

所述的耦合透镜中的各镜片曲率为：第一片镜片的左曲率和右曲率半径分别为+46.1mm和+28.5mm；第二片镜片的左曲率和右曲率半径分别为+762.1mm和+70mm；第三片镜片的左曲率和右曲率半径分别为-69.2mm和-796.2mm；第四片镜片的左曲率和右曲率半径分别为+50.93mm和+54.83mm。

由于采用双面泵浦双晶体结构能够充分利用激活介质的体积，并且能在较大泵浦功率下稳定运行，可以获得较大的输出功率，在不影响激光器稳定的情况下，与单面泵浦激光器相比，泵浦功率可容许增加一倍，随之输出功率也增大到约为单面泵浦的二倍。

附图说明