[發(fā)明專利]提高半導(dǎo)體側(cè)面泵浦棒狀固體激光器泵浦效率的泵浦結(jié)構(gòu)

無效

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• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN102368587A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李強;姜笑塵;孫哲;雷訇;惠勇凌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01S3/0941
• 分類號: H01S3/0941
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體側(cè)面泵浦固體激光器泵浦結(jié)構(gòu)，屬于固體激光技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

半導(dǎo)體泵浦固體激光器由于其結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，效率高等優(yōu)點得到廣泛的應(yīng)用，其泵浦方式主要分為側(cè)面泵浦和端面泵浦。相對于端面泵浦，側(cè)面泵浦結(jié)構(gòu)相對簡單，易于實現(xiàn)高功率輸出，因此高功率半導(dǎo)體泵浦激光器多以側(cè)面泵浦為主。?

現(xiàn)有的作為泵浦源的高功率半導(dǎo)體陣列通常其快軸發(fā)散角在35°-45°，慢軸發(fā)散角10°-15°。針對大功率半導(dǎo)體側(cè)面泵浦棒狀固體激光器而言，為降低損耗通常快軸垂直工作物質(zhì)軸，慢軸平行工作物質(zhì)軸，因此為提升泵浦光利用效率首先要使泵浦光集中均勻的分布在工作物質(zhì)表面。泵浦光將工作物質(zhì)中的粒子由基態(tài)激勵到激發(fā)態(tài)，而后粒子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷產(chǎn)生激光。在此過程會產(chǎn)生熱量，熱量在工作物質(zhì)中沉積會對激光器的功率和光束質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。針對大功率固體激光器而言，因產(chǎn)生的熱量較多需要冷卻劑對工作物質(zhì)進行冷卻。因此通常需要在激光工作物質(zhì)外同軸安裝導(dǎo)流管將激光工作物質(zhì)浸沒在冷卻劑中冷卻。目前常用側(cè)面泵浦腔結(jié)構(gòu)如圖1。激光晶體棒4與導(dǎo)流管5同軸安裝，其間通有冷卻劑對激光晶體棒4冷卻。為提升泵浦光在激光晶體棒4上分布均勻性，在導(dǎo)流管5外同軸安裝反射腔結(jié)構(gòu)3。但是泵浦光在反射腔結(jié)構(gòu)3內(nèi)每次反射都有能量損失，降低了激光器的泵浦效率，且反射腔結(jié)構(gòu)工藝較復(fù)雜，可靠性降低。?

發(fā)明內(nèi)容

針對目前半導(dǎo)體側(cè)面泵浦棒狀固體激光器中常用泵浦腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泵浦能量損耗較多，泵浦效率較低的問題，本發(fā)明提出一種提升半導(dǎo)體側(cè)面泵浦?棒狀固體激光器泵浦效率的泵浦結(jié)構(gòu)。?

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：?

本發(fā)明是一種提升半導(dǎo)體側(cè)面泵浦棒狀固體激光器泵浦效率的泵浦結(jié)構(gòu)。在側(cè)面泵浦結(jié)構(gòu)中省卻反射腔，使用一種新式結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流管如圖2，導(dǎo)流管5與激光晶體棒4同軸安裝；其特征在于：導(dǎo)流管5外表面按角度等分均勻開有溝槽，溝槽外均勻放置泵浦光源1，導(dǎo)流管5外無反射腔結(jié)構(gòu)；泵浦光源1發(fā)出的經(jīng)快軸準(zhǔn)直的泵浦光通過導(dǎo)流管5上溝槽直接入射到激光晶體棒4；泵浦光源1距離導(dǎo)流管5可以較遠，從而有空間增加泵浦光源1數(shù)量；?

所述激光晶體棒4直徑大于5mm。?

其中導(dǎo)流管5上的溝槽與激光晶體棒4平行，溝槽數(shù)目與泵浦光源1數(shù)目相同且為奇數(shù)。?

其中導(dǎo)流管5上的溝槽底部為弧形，且與導(dǎo)流管內(nèi)壁形成凹透鏡結(jié)構(gòu)。?

其中導(dǎo)流管5上的溝槽寬度比泵浦光到達導(dǎo)流管外表面時快軸發(fā)散光束寬度大0.1-1mm之間。?

其中導(dǎo)流管5上的溝槽弧形底部鍍有與泵浦光源1波長匹配的增透膜。?

導(dǎo)流管5的材料為透光材料，包括玻璃。?

本發(fā)明具有省卻反射腔結(jié)構(gòu)，使激光器泵浦結(jié)構(gòu)簡化，提升半導(dǎo)體陣列泵浦光分布均勻性，提升激光器泵浦效率的優(yōu)點。?

附圖說明

圖1常用半導(dǎo)體側(cè)面泵浦棒狀激光器結(jié)構(gòu)示意圖?

圖2一種使用新型導(dǎo)流管的大功率半導(dǎo)體側(cè)面泵浦棒狀固體激光器泵浦結(jié)構(gòu)示意圖?

圖3一種應(yīng)用于大功率半導(dǎo)體側(cè)面泵浦棒狀固體激光器的新型導(dǎo)流管側(cè)視示意圖?

圖4一種應(yīng)用于大功率半導(dǎo)體側(cè)面泵浦棒狀固體激光器的新型導(dǎo)流管橫截面示意圖?

圖5泵浦光源泵浦光經(jīng)由新型導(dǎo)流管在激光棒上分布示意圖?

圖中：1泵浦光源，2泵浦光，3反射腔，4激光晶體棒，5導(dǎo)流管，6導(dǎo)流管外表面溝槽，7冷卻劑層?

具體實施方式

下面將結(jié)合示意圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明，但并不作為對本發(fā)明的限定。?

本實施例主要為一種用于五向側(cè)面泵浦的新型導(dǎo)流管，導(dǎo)流管外表面按角度均分開有5道溝槽。?

先請參閱圖2，圖中導(dǎo)流管5與激光晶體棒4同軸放置。導(dǎo)流管5外部均勻分布有泵浦光源1。導(dǎo)流管材質(zhì)為玻璃。參閱圖3，圖3為導(dǎo)流管的側(cè)面示意圖，在導(dǎo)流管外表面按角度等分均勻開有5道溝槽。?