[发明专利]盘式波导激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，涉及波导激光器，特别涉及一种大功率侧向泵浦盘式波导激光器。

背景技术

光纤激光器具有光束质量好，转换效率高，工作物质热负荷小，制冷要求低，体积小，重量轻，结构简单，使用方便等优点，在多个领域已得到广泛应用，而高效、大功率耦合抽运是大功率光纤激光器的关键技术。

现有技术中，具有采用集中耦合泵浦，把单包层掺杂光纤缠绕集中在一个特定形状的容器内，其间空隙部分用透明树脂填充，容器的内壁镀有对泵浦光高反的反射层。几百瓦乃至上千瓦的多模泵浦激光经过简单整形准直后，被耦合进这个容器，对集中于其中的掺杂纤芯进行泵浦。集中耦合泵浦具有耦合简单、耦合效率高的优点，但单包层光纤没有涂敷层的保护，易断裂；无法在有限的体积内设置较长或者较多的增益介质，如果在光纤制造厂家拉制光纤时将其螺旋缠绕在盘状容器内，则工艺复杂，制造成本高昂。

因此，需要一种较高功率的波导激光器，结构简单，整体体积小，易于制作，成本低，能实现大功率输出和高耦合效率激光泵浦。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术不足，提供一种盘式波导激光器，该激光器结构简单，整体体积小，易于制作，成本低，能实现大功率输出和高效率耦合泵浦。

本发明的盘式波导激光器，包括泵浦光源系统和增益组件，所述增益组件包括盘形基体、包层和增益介质，所述包层全透光且位于盘形基体内部，盘形基体与包层接触的表面为向包层内部的全反层，所述增益介质位于包层内形成与盘面平行的螺旋盘绕结构，增益介质位于靠近圆心的端部为反射端，远离圆心的端部设有伸出盘形基体透射窗口形成谐振腔；

泵浦光源系统包括泵浦光源和耦合透镜，所述盘形基体外圆沿圆周方向开有弧形狭缝，所述耦合透镜正对弧形狭缝将泵浦光源的入射光耦合聚焦于环形狭缝射入至包层。

进一步，所述盘形基体包括上基体和下基体，所述包层包括下包层和上包层，所述上基体与下基体封装成整体并形成紧密嵌合包层的容腔，所述容腔内表面镀有高反射膜形成全反层；

所述下包层镀于下基体的上表面的高反射膜上，增益介质镀于下包层上表面并经刻蚀形成平行于盘形基体盘面的螺旋盘绕结构，上包层镀于螺旋盘绕结构上部，与下包层共同形成将螺旋盘绕结构的增益介质全面包裹的单包层光纤结构；

进一步，所述泵浦光源为激光二极管阵列，耦合透镜至少包括设有变焦距变折射率的锥状微柱透镜，耦合后的泵浦光聚焦于盘形基体上的弧形狭缝，且聚焦后的泵浦光为与弧形狭缝相同的弧形；

进一步，还包括冷却系统，所述冷却系统包括冷却驱动装置和设置于盘形基体上的水冷通道或者风冷通道；

进一步，所述泵浦光源系统为多组沿盘形基体外圆周分布，弧形狭缝与多个与泵浦光源系统一一对应沿圆周方向分布于盘形基体；

进一步，所述盘形基体、包层和增益介质、泵浦光源系统和冷却系统封装成一体；

进一步，所述弧形狭缝在圆周方向的长度位于微柱透镜长度方向的投影与微柱透镜的长度相同，且长于激光二极管的发光长度。

本发明的有益效果：本发明的盘式波导激光器，采用在盘式机体内形成与盘面平行的螺旋盘绕结构的增益介质，增益介质外包全透光包层，并且，线形泵浦光由狭缝射入至包层对增益介质实现泵浦，整个激光器结构简单，整体体积小，易于制作，成本低，能实现大功率输出和高耦合效率激光泵浦。

本发明的激光器，可实现集中耦合泵浦，把掺杂光纤集中在一个较大的波导内，激光二极管光束经过简单整形准直后从盘状基体的侧面耦合进波导进行泵浦，耦合简单、耦合效率高；增益介质以及包层可采用镀膜并生长的方式形成，并可利用刻蚀的方式使增益介质螺旋缠绕的环形盘状结构，当然也可采用其它成型方式，成型工艺简单，制造成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构原理示意图；

图2为本发明轴向剖视爆炸图；

图3为本发明径向剖视图；

图4为本发明耦合透镜结构示意图。

具体实施方式