[實用新型]側面泵浦傳導冷卻矩形薄片激光器

無效

• 申請號: 200920106376.5
• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN201435523Y
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 張恒利;閆瑩;辛建國
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01S3/14
• 分類號: H01S3/14;H01S3/16;H01S3/042;H01S3/0941;H01S3/086
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

技術領域

本實用新型是一種以矩形薄片作為增益介質，采用側面泵浦方式，利用熱傳導進行冷卻的全固態激光器。屬于激光技術領域。

背景技術

薄片式全固態激光器是一種能夠輸出高功率高效率高光束質量激光光束的一種全固態激光器件，在高功率固體激光器領域內占有重要的地位。這種激光器一般采用直徑幾毫米，厚度為100-500微米的激光晶體作為工作物質，并將其通過金屬焊接或是光膠等方式固定在熱沉上，以達到良好的冷卻效果。泵浦光斜入射到工作物質，其結構示意圖如圖1所示。目前單個薄片的連續輸出功率已經突破5KW。目前國內外的薄片式激光器所選用的薄片增益介質形狀多為圓形。為了獲得高功率的激光輸出，一種有效途徑是增加薄片直徑，即增大增益體積。為了保證輸出激光的光束質量，在增加薄片直徑的同時須增加激光器的腔長，從而增加了整個激光器的體積。因此圓形薄片固體激光器在功率升級方面有一定的局限性。

發明內容

本實用新型旨在利用激光二極管側面泵浦矩形薄片增益介質，結合穩定/非穩定混合諧振腔，實現高功率、高光束質量的激光輸出，達到激光器功率升級的目的。

本實用新型的技術方案為：

本實用新型的側面泵浦傳導冷卻矩形薄片激光器，見圖2，圖2(b)為圖2(a)的側視圖。本實用新型包括熱沉、矩形薄片增益介質、激光二極管和諧振腔鏡。將矩形薄片增益介質用金屬焊接或是光膠等方式固定在熱沉上，利用水循環裝置對熱沉進行冷卻；矩形薄片增益介質接觸熱沉的表面上鍍有對振蕩光的高反膜，與兩個腔鏡構成諧振腔，腔鏡相對于晶體薄片的位置可根據需要進行調整。

本實用新型激光器采用矩形薄片增益介質，側面泵浦方式，利用熱傳導進行冷卻。

所述增益介質的厚度為0.1～1mm，寬度1～50mm，長度5～200mm。

所述側面泵浦傳導冷卻矩形薄片激光器，其諧振腔可以采用穩定腔或穩定-非穩定的混合腔。

由半導體激光器產生的泵浦光從側面入射到增益介質中，利用水循環系統控制熱沉的溫度，間接實現了增益介質的冷卻。諧振腔對增益介質產生的信號光不斷放大，在穩腔方向形成穩定的光場分布，在非穩腔方向激光從腔鏡邊緣輸出。總的諧振腔腔型為混合腔，如圖2所示，即矩形薄片增益介質寬度方向為穩定腔，長度方向為負支非穩腔方向。

本實用新型的有益效果

采用矩形薄片增益介質，可以通過在增益介質的長度方向上擴展增益介質的尺寸達到增加增益體積的目的。同時在這一方向上采用非穩諧振腔結構，可以在不增加激光器體積和保證光束質量的前提下，通過增加增益介質的長度來實現輸出功率的提高。因而可以有效地實現激光器件的功率升級。

附圖說明

圖1是圓形薄片式全固態激光器結構示意圖，(a)為主視圖，(b)為側視圖，其中：1-熱沉、2-焊接劑、3-圓形薄片增益介質、4-泵浦光、5-輸出光束、6-輸出鏡；

圖2是混合腔矩形薄片側面泵浦全固態激光器結構示意圖，(a)為主視圖，(b)為側視圖，其中：1-熱沉、4-泵浦光、5-激光光束、7-矩形薄片增益介質、8-諧振腔鏡；

圖3是混合腔矩形薄片側面泵浦全固態激光器結構示意圖，(a)為主視圖，(b)為側視圖，其中：1-熱沉、4-泵浦光、5-激光光束、7-矩形薄片增益介質、8-諧振腔鏡；

圖4是穩腔矩形薄片式全固態激光器結構示意圖，(a)為主視圖，(b)為側視圖，其中：1-熱沉、4-泵浦光、5-激光光束、7-矩形薄片增益介質、9-輸出鏡；

圖5是本實用新型中復合型晶體結構示意圖，(a)為未摻雜離子激光晶體為矩形的復合晶體，(b)為未摻雜離子激光晶體為梯形的復合晶體，其中：7-矩形薄片增益介質、10-矩形未摻雜離子的激光晶體、11-梯形未摻雜離子的激光晶體。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

1、采用尺寸為0.3mm×5mm×50mm的摻雜濃度為1％的Nd:YVO₄矩形薄片增益介質7，調整諧振腔鏡8至如圖2所示的位置。接觸熱沉1的一面(5mm×50mm)鍍有對振蕩光的高反膜，可以獲得如圖2所示的混合腔側面泵浦矩形薄片激光器。

2、采用尺寸為1mm×50mm×200mm的摻雜濃度為1％的Nd:YVO₄矩形薄片增益介質7，調整諧振腔鏡8至如圖2所示的位置。接觸熱沉1的一面(50mm×200mm)鍍有對振蕩光的高反膜，可以獲得如圖2所示的混合腔側面泵浦矩形薄片激光器。