[發明專利]一種共諧振腔的級聯泵浦模塊及激光器

有效

• 申請號: 201611008187.5
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106785830B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 朱廣志;陳永騫;朱曉;王海林;齊麗君;趙文廣;曹登
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/08;H01S3/081;H01S3/101
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李歡

本發明公開了一種共諧振腔的級聯泵浦模塊，該泵浦模塊包括沿光路方向依次設置的碟片激光器、分光系統、耦合系統(7)、增益物質及反射系統(8)，其中，所述碟片激光器包括泵浦光源、腔鏡(2)和有源增益鏡(1)；所述泵浦光源用于對所述有源增益鏡(1)進行泵浦，產生激光，所述激光被所述分光系統反射，并經耦合系統聚焦耦合進所述增益物質，被所述反射系統(8)反射，所述激光按原光路返回，所述分光系統用于透射需要的激光，反射不需要的激光。本發明還公開了一種具有所述泵浦模塊的激光器。本發明的共諧振腔的級聯泵浦模塊，利用碟片激光器腔內產生的激光，多次經過增益光纖，從而使得光纖吸收的泵浦光增加，光轉換效率大大提高。

技術領域

本發明屬于光電子技術領域，更具體地，涉及一種共諧振腔的級聯泵浦模塊及激光器。

背景技術

同帶泵浦，又稱諧振泵浦，是一種可以極大提高泵浦功率，減小激光系統量子虧損，降低熱效應的泵浦方式。目前IPG公司生產的10kw基模光纖激光器，采取的就是同帶泵浦方案。

現有的同帶泵浦方案最大的問題是，泵浦波長并不是在增益物質的吸收峰上，導致增益物質對泵浦光的吸收系數很低。對于光纖激光器來說，目前解決這一問題的辦法有：(1)提高摻雜濃度；(2)增加纖芯面積；(3)減小內包層面積。但是隨之而來帶來的問題在于，提高摻雜濃度容易引入更多雜質，引起濃度淬滅；增加纖芯面積不僅會導致輸出激光的模式變差，也會導致纖芯的熱透鏡效應增加；減小內包層會導致注入泵浦光總功率降低。目前解決上述問題的方法主要有采用大模場面積光纖，以及光子晶體光纖兩種方案。

專利文獻US8953648 B2公開了一種光纖激光器的多次泵浦方案，如圖1所示。但專利文獻US8953648 B2公開的多此泵浦方案存在如下缺陷或不足：

(1)泵浦光經過光纖后，球面反射鏡被反射，再次回到光纖中；當泵浦光從光纖中出射時，是一個環形，會有一部分光經過球面反射鏡漏掉，造成損耗；

(2)泵浦源采用半導體泵浦，光束質量很差，亮度很低，沒辦法讓更多的泵浦光進入光纖，使得其輸出功率有一個上限。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種共諧振腔的級聯泵浦模塊，并提供一種具有所述共諧振腔的級聯泵浦模塊的激光器，其目的在于利用碟片激光器腔內產生的激光，多次經過增益光纖，從而使得光纖吸收的泵浦光增加，光轉換效率大大提高。

為了實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種共諧振腔的級聯泵浦模塊，其特征在于，該泵浦模塊包括沿光路方向依次設置的碟片激光器、分光系統、耦合系統、增益物質及反射系統，其中，

所述碟片激光器包括泵浦光源、腔鏡和有源增益鏡；

所述泵浦光源用于對所述有源增益鏡進行泵浦，以產生激光，所述激光可入射到所述分光系統后被反射至所述耦合系統，該耦合系統用于對所述激光進行聚焦耦合，以對所述增益物質進行增益，增益后的激光入射到所述反射系統中，該反射系統用于對入射的激光進行反射，反射后的激光用于再次進入所述增益物質并被增益，增益后的激光經過所述耦合系統后進入所述分光系統，該分光系統可將不需要的激光分光并反射至所述有源增益鏡進行再次泵浦，泵浦產生的激光可再次入射到分光系統中，以此方式實現激光的多次循環泵浦和增益。

進一步地，所述碟片激光器為一臺或多臺。

進一步地，所述耦合系統(7)的數量與所述碟片激光器的數量相匹配。

進一步地，所述分光系統的數量與所述碟片激光器的數量相匹配。

進一步地，所述分光系統為雙色鏡。

進一步地，所述耦合系統(7)為球面透鏡或拋物面反射鏡。

進一步地，所述球面透鏡組耦合鏡或拋物面反射鏡組的口徑、焦距與所述增益物質的內包層口徑，數值孔徑相匹配。