[发明专利]一种双波长综合泵浦的侧泵激光模块

说明书

技术领域

本发明涉及激光器领域，特别涉及一种双波长综合泵浦的侧泵激光模块。

背景技术

热效应是限制全固态激光器高功率、高光束质量运转的最主要因素，减少进入工作介质的无用热被认为是缓解热效应最根本、最直接的办法（周寿桓，固体激光器中的热管理，量子电子学报，2005，22(4):497-499）。

共振泵浦方式，或称直接泵浦方式，采用特定波长的泵浦光把基态粒子直接泵浦到激光上能级（Nd³⁺：⁴I_9/2→⁴F_3/2），消除了由激发态⁴F_5/2至激光上能级⁴F_3/2无辐射跃迁的热弛豫过程，有效降低了泵浦光和振荡光之间的量子缺亏损，提高了量子效率，从根本上减少进入工作介质的无用热，从而实现缓解工作介质中的热效应的有益效果，近年来得到了广泛的关注。

然而，共振泵浦方式的一个明显劣势在于激光增益介质对于泵浦光的吸收系数较低，例如，Nd:YVO₄晶体对于880nm共振泵浦光的吸收系数只有808nm传统泵浦光的1/3（High efficiency165W near-diffraction-limited Nd:YVO₄slab oscillator pumped at880nm,Opt.Lett.,2008,33(17):1930-1932），1.1-at.%掺杂的Nd:YAG晶体对于885nm共振泵浦光的吸收系数也仅有1.4-1.8cm^-1（Thermally boosted pumping of neodymium lasers,Appl.Opt.,2000,39(18):3093-3098），较低的泵浦吸收系数使得激光增益介质难以对入射泵浦光充分利用，限制了激光器总的光-光转换效率；即便通过提高掺杂浓度和温度等方式改善激光增益介质对于共振泵浦光的吸收，也由于伴随而来的上能级寿命和受激发射截面的衰退等负面影响难以实现光光效率的提高。

发明内容

本发明提供了一种双波长综合泵浦的侧泵激光模块，本发明将双波长综合泵浦技术应用于高功率侧泵激光器中，能够根据效率和热负载方面的限制条件改变双波长泵浦光的功率配比，使激光器工作在允许的最佳工作点，实现高功率侧泵激光器主动、可控的热管理，详见下文描述：

一种双波长综合泵浦的侧泵激光模块，所述侧泵激光模块包括：漫反射腔，所述漫反射腔包括腔体，

所述腔体内设置有石英玻管，所述石英玻管内设置有激光增益介质；所述激光增益介质与所述石英玻管之间形成水流通道，通冷却水对所述激光增益介质进行制冷；在所述腔体上沿所述激光增益介质的通光方向等间距设置有多个通光狭缝，所述通光狭缝处设置有半导体激光器组，所述半导体激光器组设置有配套热沉；所述半导体激光器组包含有不同发射波长的两组半导体激光器，即第一组半导体激光器和第二组半导体激光器；所述第一组半导体激光器和所述第二组半导体激光器发射的泵浦光波长分别对应所述激光增益介质的传统泵浦吸收带和共振泵浦吸收带，所述传统泵浦光和所述共振泵浦光同时对所述激光增益介质进行泵浦，即综合泵浦；所述第一组半导体激光器和第二组半导体激光器的工作电流均可单独控制，从而能够对入射的综合泵浦光的功率配比进行调整。

所述第一组半导体激光器和第二组半导体激光器均围绕所述激光增益介质的通光方向按角度成等间距分布，从而能够分别实现对所述激光增益介质的均匀泵浦。

所述激光增益介质为：Nd:YAG晶体时，所述第一组半导体激光器和所述第二组半导体激光器的输出波长分别为808nm和885nm。

所述激光增益介质为：Nd:YLF晶体时，所述第一组半导体激光器和所述第二组半导体激光器的输出波长分别为806nm和880nm。

所述激光增益介质为钕玻璃时，所述第一组半导体激光器和所述第二组半导体激光器的输出波长分别为802nm和880nm。

所述半导体激光器组的数量为三组、四组或五组。

所述腔体的形状为椭圆、三角、五角或矩形。