[發明專利]一種半導體泵浦短腔高功率激光器

無效

• 申請號: 200810071280.X
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN101299510A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 吳礪;凌吉武;盧秀愛;楊建陽;馬英俊;彭永進;陳衛民
• 申請（專利權）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號: H01S3/0941
• 分類號: H01S3/0941;G02B6/26;H01S3/06;H01S3/10;H01S3/11
• 代理公司: 廈門市誠得知識產權代理事務所
• 代理人: 方惠春;黃國強

技術領域

本發明涉及一種激光器，尤其涉及一種關于半導體泵浦的短腔結構且高功率輸出的激光器。

背景技術

在半導體泵浦的短腔激光器中，常用結構如圖1，101為半導體泵浦激光器，102為耦合透鏡，103為微片式腔內倍頻激光器，這種激光器的耦合光學系統采用端面泵浦或球透鏡會聚，泵浦點多在幾十微米到200μm之間，因為晶體熱效應，泵浦功率很難在高功率下泵浦，不利于產生高功率輸出。

發明內容

為解決常規半導體泵浦的短腔激光器的缺陷，本采用平平腔或平凹腔短腔結構，使泵浦光以線光斑形式泵浦激光增益介質，從而形成高功率輸出基波或倍頻光輸出的短腔激光器或微片式激光器。

本發明采用如下技術方案：

本發明的半導體泵浦短腔高功率激光器，包括半導體泵浦激光器、耦合光學系統、激光增益介質片。其中：所述的耦合光學系統采用平平腔或平凹腔短腔結構，使泵浦光會聚成線狀泵浦點，泵浦激光增益介質。本發明通過線狀泵浦點擴大短腔激光增益介質受激體積和增大激光振蕩體積，從而獲得高功率輸出。

進一步的，所述的平平腔或平凹腔結構采用柱面透鏡或類似柱面透鏡光學系統作為泵浦光學耦合系統，使泵浦光呈線狀矩形或近似矩形來泵浦激光增益介質。

進一步的，調節所述的耦合光學系統中的整球透鏡或自聚焦透鏡或非球面透鏡物點與像點比例，使泵浦光會聚成線狀泵浦點。

進一步的，所述的激光增益介質片可以采用單片激光增益介質，亦可要用將激光增益介質通過深化光膠將兩片未摻與激光增益介質片膠合的復合片以提高增益介質的散熱能力。

進一步的，所述的短腔結構可以采用分立腔結構亦可采用微片式結構，采用微片結構各光學元件通過光膠或深化光膠為單一整體。

進一步的，所述的半導體泵浦激光器可以是單芯片式高功率半導體激光器或者是多芯片陣列半導體泵浦激光器。

進一步的，所述的激光器可以用產生基波輸出，亦可以加入倍頻晶體構成倍頻光輸出激光器。或者可以加入被動調Q晶體構成調Q高功率輸出激光器。

本發明采用上述技術方案，采用平平腔或平凹腔短腔結構，使泵浦光以線光斑形式泵浦激光增益介質，解決了因晶體熱效應，泵浦功率很難在高功率下泵浦的技術問題。

附圖說明

圖1常規的半導體泵浦短腔激光器的結構圖；

圖2a本發明的平平腔短腔結構圖；

圖2b本發明的平凹腔短腔結構圖；

圖3a本發明的平平腔短腔的復合增益介質片結構圖；

圖3b本發明的平凹腔短腔的復合增益介質片結構圖；

圖3c微片式復合增益介質片結構圖；

圖3d微片式復合增益介質片摻雜濃度逐步增加示意圖。

具體實施方式

現結合附圖說明對本發明進一步說明。

因為常規的半導體泵浦的短腔激光器采用端面泵浦或球透鏡會聚，泵浦點多在幾十微米到200μm之間，因為晶體熱效應，泵浦功率很難在高功率下泵浦。故本發明采用平平腔或平凹腔短腔結構，使泵浦光以線光斑形式泵浦激光增益介質，從而形成高功率輸出基波或倍頻光輸出的短腔激光器或微片式激光器。

如圖2a和圖2b所示，201為一高功率輸出半導體泵浦激光器，202為準直透鏡將LD光準直成近似平行光，203為柱面透鏡，將半導體泵浦再會聚成線狀泵浦點，204為有激光增益介質的微片式激光器。本發明的半導體泵浦短腔高功率激光器，包括半導體泵浦激光器(201)、耦合光學系統(202、203)、激光增益介質片。其中：所述的耦合光學系統(202、203)采用平平腔或平凹腔短腔結構，使泵浦光會聚成線狀泵浦點，泵浦激光增益介質。本發明通過線狀泵浦點擴大短腔激光增益介質受激體積和增大激光振蕩體積，從而獲得高功率輸出。

進一步的，所述的平平腔或平凹腔結構采用柱面透鏡或類似柱面透鏡光學系統作為泵浦光學耦合系統，使泵浦光呈線狀矩形或近似矩形來泵浦激光增益介質。

進一步的，調節所述的耦合光學系統中的整球透鏡或自聚焦透鏡或非球面透鏡物點與像點比例，來拉長泵浦點。由于泵浦點呈線狀矩形或近似矩形，所以在激光增益介質激發體積大大增加，從而可以在腔內功率密度不增加或適當狀態下可以較大程度提高泵浦功率，同時微片激光器可在較大工作面積下散熱，從而實現較高功率輸出。

進一步的，所述的激光增益介質片可以采用單片激光增益介質，亦可要用將激光增益介質通過深化光膠將兩片未摻與激光增益介質片膠合的復合片以提高增益介質的散熱能力。