[發明專利]無聚焦/光學器件的細長固態激光器的激光二極管側面泵浦

有效

• 申請號: 201380060851.9
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN104798270B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 特雷弗·庫克;斯蒂芬·李;馬克·西爾弗
• 申請（專利權）人: 泰勒斯控股(英國)有限公司
• 主分類號: H01S3/06
• 分類號: H01S3/06;H01S3/0941;H01S3/094;H01S3/113;H01S3/02;H01S3/04
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所11336
• 代理人: 謝栒,王睿

技術領域

本發明涉及一種側面泵浦激光器。

背景技術

側面泵浦激光系統是這樣的一種激光系統，其中泵浦輻射沿著平行于增益介質的縱向軸線延伸的增益介質的一個側面從泵浦源提供到細長的增益介質，即泵浦輻射以垂直于光束軸線的方式提供。

然而，這種側面泵浦的激光系統由于光源和增益介質之間的泵浦輻射的發散而通常是低效的。為了解決這一問題，在本領域的常見做法是在泵浦源和增益介質之間設置各種光學元件，諸如柱面透鏡和聚焦的光學器件，以便使得光束聚焦或準直。然而，這增加了成本，并且會潛在地導致對準問題。

本發明的至少一個實施例的目的在于提供一種改進的側面泵浦的激光器。本發明的至少一個實施例的目的在于消除或緩解現有技術所具有的至少一個問題。具體地，本發明的至少一個實施例的目的在于提供一種更緊湊的和/或耐用的和/或可靠的和/或低成本的側面泵浦激光器。

發明內容

根據本發明的第一方面為一種側面泵浦激光器，其包括：

設置于輸出耦合器和對立反射器之間的細長的增益介質；以及

泵浦源，其配置成沿著增益介質的一個側面或縱向軸線將輻射提供給增益介質。

激光器可配置成使得來自泵浦源的輻射直接入射到增益介質上，即來自泵浦源的光可無需通過其它光學器件而入射到增益介質上，光學器件諸如柱面透鏡和/或聚焦光學器件。

泵浦源可設置成與增益介質相接觸、相鄰或鄰近。例如，泵浦源可設置成在離增益介質的2毫米以內、優選在離增益介質的1毫米以內以及最優選在離增益介質的0.2毫米以內。泵浦源和增益介質可緊密耦合。

泵浦源可包括光源，諸如激光二極管，并且輻射可包括光。泵浦源可包括光源陣列。泵浦源(例如陣列)可沿著增益介質長度的至少一部分和可選地全長來延長或延伸。

激光器可配置成使得來自所述泵浦源的由增益介質所接收的光是發散的，例如泵浦輻射可以是錐形的。激光器可配置成使得所述泵浦輻射是非聚焦的。

增益介質可包括鉺鐿摻雜的玻璃桿。然而，應當理解的是也可以使用其它增益介質。

增益介質可包括具有非圓形的或非曲線形的橫截面的桿，諸如四邊形的橫截面，所述桿例如為方形截面的桿。四邊形的橫截面更適合于錐形泵浦輻射。此外，泵浦光束不聚焦到增益介質內的特定點，導致更均勻的泵浦和改進的激光輸出特性。

增益介質可包括輸入表面，其可包括增益介質的平坦輸入面。輸入表面可沿著增益介質的側面或縱向表面延伸，并且可選地沿增益介質的長度延伸。輸入表面可與泵浦源相對應。輸入表面可設置成面向泵浦源和/或與泵浦源鄰近、接近和/或與泵浦源相接觸。以這種方式，輸入表面可布置為接收來自泵浦源的泵浦輻射。輸入表面可包括增益介質的置換的、變平的、成形的或去除的邊緣、角或頂點，諸如方形橫截面的角。輸入表面可小于300微米寬，優選小于200微米寬，以及最優選小于100微米寬。

增益介質可設置有反射性涂層。反射性涂層可以是熱傳導的。反射性涂層可包括金屬涂層，優選為金涂層。金涂層可有利地提供良好的反射率和熱導率。反射性涂層可設置于增益介質的長的面或表面(即側面)上。輸入表面可不涂覆有反射性涂層(換言之，輸入表面可保留為透明的)，或者可被涂覆以減少入射泵浦光束的反射。

側面泵浦激光器可配置成使得泵浦輻射與單個TEM00模的體積相匹配。

增益介質的摻雜可適于導致對應于增益介質至少一個尺寸的光束光斑尺寸和/或適于控制光束的功率密度，例如，以便避免對敏感性的光學器件或涂層造成光學損傷。

激光器可包括Q開關，諸如被動Q開關。被動Q-開關可與對立反射器或輸出耦合器集成。

對立反射器可包括高反射性涂層，例如電介質涂層。對立反射器或輸出耦合器可設置于增益介質的末端和/或Q開關的外表面上。

激光器可包括用于接納所述激光器的一個或多個組件的殼體和/或容器。殼體和/或容器可容納或配置成接納增益介質、泵浦源、對立反射器、輸出耦合器和/或Q開關。

增益介質和/或Q開關和/或泵浦源和/或殼體或容器的至少一個尺寸和可選地最大尺寸可小于5厘米，優選小于3厘米，以及最優選小于或等于2厘米。

泵浦源可包括驅動電子器件和/或控制器或可與驅動電子器件和/或控制器連接或通信。驅動電子器件和/或控制器可設置于殼體和/或容器內或設置至于殼體和/或容器的外部。

增益介質、泵浦源和/或Q開關可由殼體和/或容器支撐和/或鄰接所述殼體和/或容器。殼體和/或容器的尺寸可以為與增益介質、泵浦源、驅動電子器件和/或控制器和/或Q開關的至少一個組合尺寸相對應。