[发明专利]一种半导体光源泵浦多谐振腔固体激光器装置

说明书

本发明提供一种半导体光源泵浦多谐振腔固体激光器装置，包括多个圆管形谐振腔、多个冷却用空心金属圆管、高亮发光二极管或半导体激光器点阵、同轴支撑环组、全反镜、输出窗、直流电源和控制系统，对于工业加工和其他大功率应用（如激光武器、激光冲击强化）领域来说，该固体激光器与传统结构相比能够获得更大的连续输出功率和脉冲功率；其最终的整形或聚焦激光束是多个圆管形谐振腔输出的同心圆环激光束的耦合，可用于大功率激光加工等应用领域；另外，由于是同心圆环激光束输出，在千米级以上长距离聚焦传输过程中热透镜效应低于同功率的传统结构固体激光器。

技术领域

本发明涉及固体激光器领域，特别是涉及一种半导体光源泵浦多谐振腔固体激光器装置。

背景技术

激光器是能发射激光的装置，目前常用的主要有固定激光器、气体激光器等几种，其中气体激光器是利用气体作为工作物质产生激光的器件。它由放电管内的激活气体、一对全反镜构成的谐振腔和激励源等三个主要部分组成。主要激励方式有电激励、气动激励、光激励和化学激励等。其中电激励方式最常用。在适当放电条件下，利用电子碰撞激发和能量转移激发等，气体粒子有选择性地被激发到某高能级上，从而形成与某低能级间的粒子数反转，产生受激发射跃迁。

固体激光器是用固体激光材料作为工作物质的激光器，工作介质是在作为基质材料的晶体或玻璃中均匀掺入少量激活离子或其他激活物质构成，将这种掺入少量激活离子或其他激活物质的晶体或玻璃做成圆柱体形状，两端加上镜片就构成了传统的固体激光器谐振腔。对于这种固体激光器，实心圆柱体谐振腔内部的热积累是连续波稳定输出功率提升的主要瓶颈。当然，缩小圆柱体谐振腔直径可以提升散热效果，但是会缩小谐振腔体积，同样也会降低输出功率。

组合式圆筒结构激光器技术目前主要用于气体激光器如申请文件《组合式圆筒放电高功率气体激光器的构建方法及装置》，申请号：CN201210557750.X，授权公告号：CN102983486 B，图6所示，但是由于其是气体激光器因此存在如下缺陷：

1、该申请文件是气体激光器，而气体激光器工作物质为气体，并与辅助气体混和，依靠气体流动和分子热运动来实现均匀分布，因此其虽然有内圆筒和外圆筒，但它们是通过锥镜反射串接的，所以，实际上它们是一个谐振腔，如果增加圆筒数，也必然增加谐振腔长度，进而增加调光难度和器件复杂程度。

2、由于该申请文件是气体激光器，因此其电源为射频电源，技术难度大，对环境会产生较大的电磁辐射污染。

3、由于该申请文件只在最外层和最内层有冷却装置，没有中间层，也没有中间层冷却装置，因此无法高效率降低系统工作温度，因此会影响输出功率。

4、由于该申请文件是气体激光器，谐振腔是水平放置，振动容易造成偏差，因此不适合户外移动。

5、气体激光器与固体激光器输出激光的波长差别较大，应用领域也有较大差别。

发明内容