[實用新型]大功率半導體激光縱向泵浦固體激光器

無效

• 申請號: 01225034.1
• 申請日: 2001-05-31
• 公開（公告）號: CN2482750Y
• 公開（公告）日: 2002-03-20
• 發明（設計）人: 李港;陳檬;陳瑩;王瑞;尹麗娜
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/16
• 代理公司: 北京工大思達專利事務所
• 代理人: 張慧

一種大功率半導體激光縱向泵浦固體激光器，可廣泛應用于大功率全固化激光器領域。

目前在半導體激光泵浦的固體激光器中，有縱向泵浦和橫向泵浦兩種方式：縱向泵浦激光模式好，效率高；橫向泵浦激光模式差，效率低。但是大功率半導體激光泵浦時，縱向泵浦以其高能量密度在垂直于通光方向上形成了溫度梯度場，從而在激光晶體內引起熱透鏡效應，使得諧振腔由穩定腔變為非穩腔，不可能產生激光輸出。由于沒有有效的解決辦法，故大功率半導體激光泵浦多采用橫向泵浦，只有小功率半導體激光泵浦固體激光器時才采用縱向泵浦。以四鏡Z型折疊諧振腔為例，整個諧振腔按穩定腔設計。當小功率半導體激光泵浦時，諧振腔為穩定腔，有激光輸出。當泵浦功率較大時，在激光晶體3內出現等效熱透鏡，諧振腔由穩定腔變為非穩腔，無激光輸出。

本實用新型的目的在于提供一種大功率半導體激光縱向泵浦固體激光器即全固化激光器，能夠解決大功率半導體激光器縱向泵浦固體激光器時，由熱透鏡效應引起的激光器不能正常運轉的問題。

本實用新型的技術方案見附圖1，包括有輸出泵浦激光的半導體激光器1，聚焦該激光的聚焦透鏡2，入射激光的激光晶體3，折疊鏡4和6，輸出鏡7，及以布儒斯特角放置的補償板5，其特征在于，在諧振腔內激光晶體3與折疊鏡4之間加入了一個補償透鏡8。

并且本實用新型中采用了與在激光晶體3內產生的熱透鏡間的距離近似等于二者的焦距之和的補償透鏡8。

本實用新型中補償透鏡的焦點近似與熱透鏡的焦點重合，補償透鏡補償了熱透鏡效應，使得此時的諧振腔與無熱透鏡效應時的諧振腔等效，可根本解決大功率半導體激光縱向泵浦時產生的熱透鏡效應。

上述補償透鏡技術完全適合于其他各種類型的諧振腔。就是說，不管諧振腔的類型如何，也不管是什么種類的固體激光晶體，只要是大功率半導體激光縱向泵浦的固體激光器，就可以采用補償透鏡技術，使諧振腔由非穩腔變成穩定腔，徹底解決了大功率半導體激光縱向泵浦固體激光器的問題，且方法簡單而有效。

附圖說明：

圖1：本實用新型的技術方案原理示意圖。

實施例：

按圖1所示原理，以四鏡Z型折疊諧振腔為例，半導體激光器1輸出激光波長808nm，功率10w，經聚焦透鏡2聚焦后入射Nd：YAG激光晶體3。Nd：YAG晶體長5mm，直徑Ф4mm，一端鍍1.06μm高反、808nm高透膜，此為諧振腔全反鏡，另一端鍍808nm增透膜，晶體周圍經銅套用水冷卻。凹面折疊鏡4和6的曲率半徑為100毫米，補償板5厚10毫米，輸出鏡7的透射率為8％，總腔長1.5米。用小功率半導體激光(小于1瓦)泵浦時，有1.06μm激光輸出。但半導體激光泵浦功率增加到大于5w時，由于Nd：YAG激晶體內部泵浦光直徑僅0.2mm，功率密度較高，使垂直于光傳播方向上形成了溫度梯度場，引起熱透鏡效應，諧振腔由穩定腔變為非穩腔，無激光輸出。加入補償透鏡8后，補償透鏡抵消了熱透鏡效應，諧振腔又變回到穩定腔。實驗時，泵浦激光功率為10瓦時，輸出激光功率達1w，光一光轉換效率為10％。其中激光晶體3的入射面鍍有全反膜，作為諧振腔的全反鏡。折疊鏡4和6為凹面反射鏡，7為輸出鏡。補償板5以布儒斯特角放置，補償由凹面折疊鏡非軸向反射引起的象散，該補償透鏡技術完全適合于其他各種類型的諧振腔。