[发明专利]一种基于折射率高度匹配增益介质的氙灯泵浦固体激光器

说明书

一种基于折射率高度匹配增益介质的氙灯泵浦固体激光器，包括氙灯泵浦系统和谐振腔，谐振腔包括输入镜、输出镜及端面泵浦增益介质，增益介质是采用凝胶注模方法制备的梯度掺杂的透明陶瓷棒，其中核芯为Cr,Nd离子共掺的YAG陶瓷，外层为Lu、Gd、Te中任一种稀土离子单掺的YAG陶瓷，以N+1方式逐一错开；激光汇聚器件对氙灯泵浦激光器输出的泵浦光进行汇聚后入射至输入镜，透过的泵浦光从端面入射至增益介质，增益介质通过受激辐射产生激光，所产生的激光在谐振腔内振荡，最后从输出镜输出。本发明采用梯度掺杂的透明陶瓷，通过不同浓度稀土离子的掺杂及匹配，在实现理论透过率的同时，解决因折射率不同产生的热效应问题，有效改善光束质量，实现模式调控。

技术领域

本发明涉及固体激光器领域，具体涉及一种基于折射率高度匹配增益介质的氙灯泵浦固体激光器。

背景技术

太阳光是一种连续宽光谱光源，其辐射谱中含有许多常用的激光泵浦吸收带，将聚焦高能量密度的太阳光耦合到激光介质中，对激光介质进行泵浦实现激光输出，这类激光器被称之为太阳光泵浦激光器，其在卫星激光通信、空间能量无线传输、空间激光武器等领域具有潜在的应用前景。目前，直接以太阳光作为泵浦源的激光器主要有三大类：太阳光泵浦气体激光器、太阳光泵浦固体激光器和太阳光泵浦光纤激光器。太阳光泵浦固体激光器中所使用的增益介质为晶体、陶瓷等固体材料，汇聚系统从单一的成像光学器件发展到成像与非成像器件相结合，已有一定的实际应用能力。

受天气的影响，在实验过程中可采用同样光谱宽度的氙灯泵浦系统进行模拟太阳光测试。因此，具有方便操作的氙灯会聚系统的设计尤为重要。

增益介质是固体激光器的核心，其决定激光输出波长和光转化效率。如前所述，太阳光的能量主要集中在可见光波段，增益介质只有同时满足对可见光的高匹配度、高吸收量和高转化效率，才能充分提高泵浦效率，实现高质量太阳光泵浦固体激光输出，因此选择和开发适用于太阳光直接泵浦固体激光器的增益介质尤为关键。在太阳光直接泵浦固体激光器中，玻璃及玻璃光纤、单晶和陶瓷是目前最常用的增益介质。