[發明專利]雙棱鏡環形腔側面泵浦板條固體激光器

無效

• 申請號: 200710044764.0
• 申請日: 2007-08-10
• 公開（公告）號: CN101106250A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 鄧澤微;施翔春
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/05
• 分類號: H01S3/05;H01S3/06;H01S3/083;H01S3/042;H01S3/0941
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明屬于固體激光器件領域，具體涉及一種雙棱鏡環型腔側面泵浦板條固體激光器，采用兩個三角形棱鏡構成一個四程環型腔的雙側面泵浦板條固體激光器。

背景技術

20世紀80年代后期，隨著激光二極管技術的重大突破，固體激光器得到強勁的發展，其應用領域不斷地擴展。其中最為重要的是用激光二極管或激光二極管陣列泵浦固體激光器技術。這是一種高效率、長壽命、光束質量高、結構緊湊、小型化的新型固體激光器。目前在空間通訊、光纖通信、大氣研究、環境科學、醫療器械、光學圖象處理、激光打印機等高科技領域有著獨具特色的應用前景。

與棒狀增益介質相比，板條增益介質的冷卻表面大，熱負載能力優于棒。側面泵浦是指泵浦光從側面泵浦增益介質。側面泵浦可以提供較大的泵浦功率密度，可以通過增加側面泵浦激光二極管的密度或者增加泵浦長度來增加泵浦功率。但是由于泵浦光在晶體中是指數衰減的，所以側面泵浦會引起板條增益介質在寬度方向上的增益不均勻，兩側的增益大于中心部分的增益，從而引起輸出光束質量下降。為了提高泵浦光的利用效率、改善光束質量，國內采用的方法包括端面泵浦、角抽運等。但這些方法普遍存在泵浦光耦合結構復雜的缺點。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術的不足，提供一種雙棱鏡環型腔側面泵浦板條固體激光器，該激光器應具有結構簡單、緊湊、穩定性高的特點，并能有效地消除側面泵浦引起的增益不均勻，得到較好光束質量的高功率激光輸出。

本發明的技術解決方案是：

一種雙棱鏡環形腔側面泵浦板條固體激光器，包括一板條狀激光增益介質，簡稱為激光板條，特征在于其結構是以該激光板條為中心，在該激光板條的兩大面分別貼設有第一板條冷卻熱沉和第二板條冷卻熱沉，在該激光板條的兩側面向外分別依次是第一透鏡導管和第一激光二極管陣列，第二透鏡導管和第二激光二極管陣列，所述的第一激光二極管陣列貼設在第一泵浦冷卻熱沉上，第二激光二極管陣列貼設在第二泵浦冷卻熱沉上，在所述的激光板條的一端是布儒斯特角等腰三角形棱鏡，該布儒斯特角等腰三角形棱鏡的頂角棱正對所述的激光板條，所述的激光板條的另一端是等腰直角三角形棱鏡，該等腰直角三角形棱鏡的底邊靠近所述的所述的激光板條，在所述的布儒斯特角等腰三角形棱鏡的倒向波輸出方向并垂直于該倒向波光束設有一平面反射鏡，或在所述的布儒斯特角等腰三角形棱鏡的倒向波輸出方向有種子激光器和光隔離器。所述的布儒斯特角等腰三角形棱鏡的底邊上的高度h與所述的激光板條的寬度w滿足下列關系式：0.49w＜h＜1.45w。此時，所述的布儒斯特角等腰三角形棱鏡和等腰直角三角形棱鏡可以形成一個通過所述的激光板條的四程環形腔，并且激光板條寬度的利用率大于50％。

所述的布儒斯特角等腰三角形棱鏡是兩底角都是布儒斯特角的等腰三角形棱鏡，且底邊的一半區域鍍p波全反膜，另一半區域鍍有一定透過率的p波高反膜，使產生振蕩的正向波和倒向波在這個區域得到輸出，并且使輸出的激光為線偏振光。

本發明利用布儒斯特角等腰三角形棱鏡對光束做兩次非手性對稱翻轉，即光束中靠近激光板條中心的一側，翻轉后靠近激光板條的邊緣；利用等腰直角三角形棱鏡對光束做兩次手性對稱翻轉，即光束中靠近激光板條中心的一側，翻轉后依然靠近激光板條中心；這兩個棱鏡構成一個四程的環型腔，能夠抵消側面泵浦所引起的增益不均勻。

所述的布儒斯特角等腰三角形棱鏡的底邊一半區域鍍p波全反膜，另一半區域鍍有一定透過率的p波高反膜，使產生振蕩的正向波和倒向波在這個區域得到輸出。同時也對s波進行抑制，得到線偏振的激光輸出。

所述的布儒斯特角等腰三角形棱鏡的底邊中心高度h與激光增益介質的寬度w之間最好滿足如下關系式：h＝0.9703×w。可以充分地利用整個激光板條。

所述的平面鏡將輸出的倒向波沿原光路反射回激光板條，使該倒向波轉變成正向波，從而實現對倒向波的抑制；

或者也可以去掉平面鏡，在倒向波的輸出光路上加入一個種子激光器和一個光隔離器，構成一個種子注入的環型腔激光器。

本發明具有以下優點：

1、采用的布儒斯特角等腰三角形棱鏡對光束做兩次非手性對稱翻轉，等腰直角三角形棱鏡對光束做兩次手性對稱翻轉，二者構成一個四程的環型腔，能夠抵消側面泵浦所引起的增益不均勻。