[发明专利]一种侧面泵浦激光模块

说明书

技术领域

本发明涉及全固态激光器领域，尤其涉及一种侧面泵浦激光模块。 

背景技术

激光二极管（laser diode，LD）侧面泵浦全固态激光器以其泵光输入能量大、吸收均匀、结构紧凑、寿命长等优点在高功率激光器领域有重要应用。侧面泵浦激光模块将激光器泵浦源、激光增益介质及其热管理系统集成为一体，是侧面泵浦全固态激光器核心部件。LD光泵浦增益介质过程除产生激光辐射外，会伴随产生大量的热：LD正常工作时产生热耗，将起LD工作温度不稳定的使它的输出波长发生变化,进而影响激光器的高效稳定输出；由于量子亏损、无辐射跃迁、吸收残余等激光工作材料内部产生热效应，从而影响激光器性能以及运行安全性；另外，由于自身能级特性，很多全固态激光器激光工作材料需要低温工作环境，如Tm:YAG,Yb:YAG等，因此侧面泵浦激光模块设计是全固态激光器重要影响因素。 

传统的侧面泵浦激光模块中，增益介质的制冷由一根透明石英玻璃管实现。玻璃管壁与增益介质之间形成夹层，冷却液从夹层一端流入，流过增益介质表面，然后从另一端流出。室温范围内工作时，传统的侧面泵浦激光模块可以提供有效热缓解。 

但是，由于热负载过大或者增益介质自身需要激光器低温运转时，传统的侧面泵浦激光模块与周围环境间温差大，光泵浦区域冷却管道表面、临近器件以及激光增益介质端面易出现结雾现象。上述区域结雾一方面会造成泵浦光传输损耗增大，另一方面容易造成器件损伤，影响系统安全性。 

发明内容

（一）要解决的技术问题 

本发明提供一种侧面泵浦激光模块，以解决现有技术中光泵浦区域冷却管道表面、临近器件以及激光增益介质端面易出现结雾现象的技术问题。 

（二）技术方案 

为解决上述技术问题，本发明提供一种侧面泵浦激光模块，包括：激光增益介质、真空腔复合套管结构、聚光腔、激光二极管泵浦源、激光二极管热沉，以及端头；激光增益介质、真空腔复合套管结构、聚光腔由内而外依次共轴放置；其中： 

激光增益介质，用于吸收所述激光二极管泵浦源发射的泵浦光，以产生激光； 

真空腔复合套管结构，包括一层以上套管结构，其最内层套管与所述激光增益介质之间留有空隙，形成内夹层，供冷却介质通过；其其最外层套管与邻近层套管之间形成外夹层，所述外夹层为真空腔； 

聚光腔，侧面开有通光孔，用于使所述激光二极管泵浦源发射的泵浦光进入聚光腔内经真空腔复合套管结构透射后被激光增益介质吸收，并将未被利用的泵浦光反射回激光增益介质进行重复吸收； 

激光二极管泵浦源，环绕所述聚光腔外侧，封装在所述激光二极管热沉上，用于发射泵浦光； 

激光二极管热沉，包括内部冷却通道，用于冷却所述激光二极管泵浦源。 

端头，包括前端头和后端头，每个端头分别包括冷却介质密封槽，器件固定孔，激光增益介质冷却通道以及激光二极管冷却通道，位于所述侧面泵浦激光模块的两端，用于形成密封冷却通道和固定各部件。 

进一步地，所述激光二极管泵浦源沿所述聚光腔轴向呈直线阵列均匀排布。 

进一步地，每个激光二极管泵浦源直线阵列分别封装在所述激光二极管热沉上，每两个激光二极管泵浦源直线阵列间放置固定支撑结 构。 

进一步地，所述激光二极管泵浦源环绕所述聚光腔一周均匀排布。 

进一步地，所述激光二极管热沉为无氧铜热沉。 

进一步地，所述外夹层为：两端通过高温焊接形成的自然真空腔。 

进一步地，所述真空腔复合套管结构为两层复合套管结构，包括外层套管和内层套管，所述外夹层位于所述外层套管和内层套管之间。 

进一步地，所述真空腔复合套管结构为三层复合套管结构，包括外层套管、中层套管和内层套管；所述外夹层位于所述外层套管和所述中层套管之间；所述中层套管与内层套管形成中间夹层，所述中间夹层一端开口，另一端高温焊接；所述内层套管上开有小孔，用于令所述中间夹层的冷却介质喷射到所述内夹层。 

进一步地，所述小孔为小孔阵列，与所述激光二极管泵浦源的数量及位置相匹配。 

进一步地，所述小孔的直径为：10-1000μm。 

（三）有益效果