[發明專利]一種實現低泵浦功率密度及連續光泵浦激光器的方法

有效

• 申請號: 200810072233.7
• 申請日: 2008-11-24
• 公開（公告）號: CN101442177A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 吳礪;凌吉武;盧秀愛;陳燕平
• 申請（專利權）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號: H01S3/091
• 分類號: H01S3/091
• 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

本發明涉及激光領域，尤其涉及一種實現低泵浦功率密度及連續光泵浦激 光器的方法。

背景技術

利用太陽光作為泵浦光產生激光這一設想已提出多年，其主要困難是有效 泵浦功率密度不高，產生激光效率過低。用一系列的反射鏡把陽光投射到Nd:YAG 晶體上在一定條件下就可以得到激光輸出。但是這種激光器需要巨大的鏡子來 收集陽光，而且效率極低，所以并沒有廣泛使用。日本科學家使用菲涅耳透鏡 取代反射鏡收集陽光，同時還發現Nd:YAG晶體中摻人少量鉻元素可以提高激光 輸出。使用菲涅耳透鏡收集太陽光是有缺陷的，因為大多數透鏡由于高色散并 不適合于聚焦寬光譜的太陽輻射。

發明內容

本發明提出一種新的設計結構以降低其激光閾值和提高泵浦效率，實現了 低泵浦功率密度及連續光泵浦激光器的方法。

本發明的方案是：

本發明的實現低泵浦功率密度及連續光泵浦激光器的方法，采用薄片式激 光增益介質構成的激光器，且薄片式激光增益介質的厚度是25μm，其中激光腔 的腔鏡與薄片式激光增益介質面垂直或近似垂直以形成增益介質薄片層激光腔 或波導腔，薄片式激光增益介質周圍輔以其它摻雜離子的熒光材料用以吸收泵 浦光形成能被激光增益介質吸收的熒光，同時通過減少薄片式激光增益介質的 厚度來提高激光腔功率密度和降低激光起振閾值，以用于功率密度遠遠不易達 到普通激光器閾值要求的低泵浦功率密度及連續光泵浦激光器。

進一步的，所述的薄片式激光增益介質與周邊的光學材料光膠、膠合、深 化光膠粘為一體，并在其垂直薄面或近似垂直增益介質層的端面形成激光腔。

更進一步的，在所述的薄片式激光增益介質與周邊的光學材料之間的薄片 式激光增益介質面上粘上一層折射率比激光增益介質低的光學材料，減少熒光 材料對薄片激光增益介質振蕩光吸收或形成波導腔。

進一步的，所述的薄片式激光增益介質摻雜單一離子Nd³⁺或Yb³⁺，或者摻雜 兩種或兩種以上離子Nd³⁺、Cr³⁺，以增加對泵浦的吸收；熒光材料離子是Cr³⁺或 Cr⁴⁺或Ti³⁺離子。

更進一步的，薄片式激光增益介質摻雜Nd³⁺離子采用1.064μm附近波長產 生激光，或者采用1.34μm附近波長光作為振蕩激光。

進一步的，所述的功率密度遠遠不易達到普通激光器閾值要求的低泵浦功 率密度及連續光是太陽光。或者其他光譜連續的泵浦光源。

進一步的，本發明的泵浦方式可采用端面泵浦，亦可側面泵浦。

進一步的，本發明所述的激光器諧振腔膜可以直接鍍上激光器兩端，亦可 采用分離腔鏡構成激光腔。

進一步的，所述的激光器周圍非入射光端口鍍上泵浦光反射膜或放置反射 泵浦介質面或反射外套，以增加對泵浦光吸收。

進一步的，在泵浦光聚焦光斑上放上單個激光器或陣列的激光器。

進一步的，本發明所述的激光器是微片激光器，或者是薄激光增益介質環 或條與環端面形成激光腔的棒狀激光器。

本發明采用如上技術方案，降低其激光閾值和提高泵浦效率，實現了一種 新穎的低泵浦功率密度及連續光泵浦激光器。

附圖說明

圖1a是本發明的微片式激光器的示意圖；

圖1b是太陽光譜圖；

圖1c是摻Nd3+的激光增益介質的吸收光譜圖；

圖1d是摻多種離子的激光增益介質的吸收光譜圖；

圖1e是本發明的微片式激光器改進型的示意圖；

圖1f是本發明的微片式激光器另一改進型的示意圖；

圖2a是本發明的棒狀激光器的示意圖；

圖2b是本發明的棒狀激光器的第一種端面示意圖；

圖2c是本發明的棒狀激光器的第二種端面示意圖；

圖2d是本發明的棒狀激光器的第三種端面示意圖；

圖3a是本發明的棒狀激光器改進型的示意圖；

圖3b是本發明的棒狀激光器改進型的端面示意圖；

圖4a是本發明激光增益介質在器件中心的示意圖；