[发明专利]一种谐振腔内泵浦的碟片激光器

说明书

技术领域

本发明属于光电子技术领域，更具体地，涉及一种新型的碟片固体激光器。

背景技术

碟片固体激光器以其增益介质薄，热传导方向和激光出光方向一致，热透镜效应弱，传热效果好，且能承受大的激光功率密度，可以获得从连续到高峰值功率脉冲激光输出，而受到学术界和工业界的认同。

但由于碟片激光晶体很薄，厚度一般为50微米到500微米，对泵浦光的单次吸收较弱，故需要构造复杂的结构来对碟片晶体进行多次泵浦，如德国通快公司的抛物镜和直角转向棱镜多次泵浦方案、华中科技大学双抛物面共轭成像多次泵浦方案等。

现有技术存在的问题主要有两方面。第一，共轭双抛物面成本昂贵，需要两片昂贵的抛物面镜(面形很好的进口抛物面镜，面型一般是pv值低，以及聚焦成像的像差小，每片4万美元左右)，系统复杂；而我们的方案只需要常用的球面镜(一片不到100人民币)。第二，多次泵浦的共轭双抛物面系统的泵浦方案，是通过把泵浦光进行空间平移来增加泵浦次数的，这种方法的缺点是，随着泵浦次数的增加，抛物面镜的口径(尺寸)也要相应的增加，成本也会增加；而在我们的方案中，泵浦次数多于双抛物面多次泵浦(理论上是无穷多次)，且不需要对反射镜的尺寸进行任何的改变。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种谐振腔内泵浦的碟片激光器，目的在于利用普通固体激光器腔内谐振的极高功率的腔内往返振荡激光，对增益碟片进行高功率的多次泵浦，从而在不改变其掺杂浓度，以及厚度的基础上，达到增加吸收的效率，提高光光转换效率等目的。

本发明提出的一种谐振腔内泵浦的碟片激光器，包含一个有源增益镜(2)，一个谐振腔内插有有源增益镜的泵浦激光器和碟片激光器谐振腔；其中：

所述泵浦激光器的谐振腔包括两个泵浦反射镜(3)和(4)，两个反射镜光轴处于所述有源增益镜入射反射光路上，构成附加有源增益镜(2)的增益反射作用的泵浦激光谐振腔，泵浦反射镜与碟片之间的光路上，设有泵浦光增益物质；或者，

所述泵浦激光器的谐振腔为一个泵浦反射镜(3)与有源增益镜(2)构成，有源增益镜(2)作为另一面附加增益的反射镜，用以代替反射镜(4)，和泵浦反射镜构成泵浦激光谐振腔；泵浦反射镜与有源增益镜之间的光路上，设有设有泵浦光增益物质(1)；

碟片激光器谐振腔包括一个具有一定透射率的反射镜(4)(即输出镜，在碟片激光器中透射率一般是1％到7％)和另一个输出光反射镜(3)，两镜处于所述有源增益镜入射反射光路上；具有一定透射率的反射镜(4)为输出光窗口；或者，

所述碟片激光器谐振腔的输出镜光轴与有源增益镜的法线重合，有源增益镜代替全反射镜和所述输出镜构成碟片激光器的谐振腔，实现碟片激光器的反射光路和输出光路重合，这样可以减少一个全反射镜；

所述有源增益镜为薄片状有源晶体，厚度50微米至1毫米，用于构成碟片激光器的增益物质。有源增益镜的作用在于，利用泵浦源谐振腔内的多次往返震荡的泵浦激光作为泵浦源，实现多次吸收，增加有源增益镜泵浦速率的目的。

优选地，所述泵浦激光器谐振腔还设有聚焦系统(10)，用于将泵浦激光器的泵浦光聚焦到有源增益镜上，以提高泵浦强度；由于有源增益镜的阈值泵浦功率密度很高，因此在功率密度不够时我们需要在腔内加一个聚焦系统，缩小光板尺寸，增加功率密度；当腔内泵浦功率密度小于有源增益镜的阈值泵浦功率时，我们在腔内采用这种聚焦系统，使得有源增益镜上的泵浦功率密度超过有源增益镜的阈值泵浦功率密度。

优选地，所述碟片激光器还包括激光脉冲调制装置，其设在泵浦光路(12)或激光出射光路(18)上，把连续输出的激光变成脉冲激光，实现高功率脉冲泵浦或输出；脉冲调制装置放在泵浦光路中，属于脉冲泵浦，输出脉冲激光；脉冲调制装置放在激光出射光路上，属于连续泵浦，输出脉冲激光，如调Q。

优选地，所述碟片激光器还包括倍频装置，其设在泵浦光路或激光出射光路上，用于将泵浦光和激光频率加倍，以实现腔内倍频泵浦或腔外倍频输出。

优选地，所述碟片激光器的输出镜为有源增益镜，其另设有与其构成谐振腔的全反射镜(15)和输出镜(16)，全反射镜(15)与输出镜(16)处于所述有源增益镜的入射反射光路上实现碟片激光的再次泵浦增强和输出。

优选地，所述碟片激光器的泵浦源是固体激光器或半导体激光器(17)；泵浦方式是侧光泵浦或利用双色镜实现的端面泵浦。