[发明专利]端面泵浦调Q固体激光器

说明书

本发明是关于一种端面泵浦调Q固体激光器，其包括依次位于同一光路上的半导体激光器、光学耦合系统、增益介质、调Q元件和谐振腔后腔镜，其中，所述光学耦合系统包括：准直透镜，使泵浦光变成平行光；聚焦透镜，使平行光聚焦；和玻璃棒，对泵浦光进行匀化；所述准直透镜、聚焦透镜、玻璃棒沿激光光路依次放置。本发明采用透镜压缩结合玻璃棒匀化的设计思想，通过光束在玻璃棒内壁经过多次反射或全反射，最后在输出面相互混叠形成均匀分布的光场，提高泵浦的均匀性。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，特别是涉及一种端面泵浦调Q固体激光器。

背景技术

高能量调Q激光器单脉冲能量高、峰值功率高、脉冲宽度窄，具有连续运转的激光器不可比拟的优势，在激光指示、激光雷达及激光测距等领域有着广泛的应用。

激光二极管(LD)端面泵浦条件下的泵浦光束能较好的与激光振荡模式相匹配，空间交叠程度高，有利于提高激光的光束质量和转换效率；同时，端面泵浦激光结构更加紧凑，有利于减小激光器的体积和重量。由于传统半导体激光器阵列，在快轴方向上的光束接近衍射极限(M2≈1)，发散角大；而在慢轴方向上的光束质量则极差(M21000)，发散角小。正是由于这两个方向上的光束质量的极不均衡性使得LD应用起来比较困难。半导体激光阵列远场呈现出的是一组间距较大的平行光斑，不利于光束聚焦，且光斑的能量分布非常不均匀，这对端面泵浦是极不利的。在使用LD时必须采用光束整形方法，无论是直接耦合进光纤作焊接光源还是对激光晶体进行泵浦，解决其光束质量差、功率密度低，光强分布不均匀的问题，才能有效地工作。

目前，国内外对半导体激光器阵列的光束耦合研究主要有：微透镜阵列法、渐变折射率透镜法、非球面透镜法、液体透镜法、衍射法、反射法、圆锥镜法等。微透镜阵列变法、折射率透镜、非球面透镜整形均是基于几何光学理论，对特定的入射光束设计透镜或透镜阵列，具有适应性差，制作成本高，无法根据入射光束变化在线调整等缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种端面泵浦调Q固体激光器，采用透镜压缩结合玻璃棒匀化的设计思想，通过光束在玻璃棒内壁经过多次反射或全反射，最后在输出面相互混叠形成均匀分布的光场，提高泵浦的均匀性。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种端面泵浦调Q固体激光器，其包括依次位于同一光路上的半导体激光器、光学耦合系统、增益介质、调Q元件和谐振腔后腔镜，其中，所述光学耦合系统包括：

准直透镜，使泵浦光变成平行光；

聚焦透镜，使平行光聚焦；和

玻璃棒，对泵浦光进行匀化；

所述准直透镜、聚焦透镜、玻璃棒沿激光光路依次放置。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的端面泵浦调Q固体激光器，其中所述玻璃棒的折射率为1.4～1.6。

优选的，前述的端面泵浦调Q固体激光器，其中所述玻璃棒的长度L与端面圆直径d之比L/d为1～20。

优选的，前述的端面泵浦调Q固体激光器，其中所述准直透镜为柱透镜、非球面透镜或球面透镜。

优选的，前述的端面泵浦调Q固体激光器，其中所述聚焦透镜为柱透镜、非球面透镜或球面透镜。

优选的，前述的端面泵浦调Q固体激光器，其中所述半导体激光器为InGaAs半导体激光二极管阵列。

优选的，前述的端面泵浦调Q固体激光器，其中所述增益介质为掺有稀土离子的激光晶体。