[發(fā)明專利]泵浦光組件、盤式激光器及由此用于泵浦激光活性介質(zhì)的方法

有效

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• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107317215B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S-S·沙德;A·赫爾科默;M·阿克曼
• 申請（專利權(quán)）人: 通快激光有限責任公司
• 主分類號: H01S3/091
• 分類號: H01S3/091
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 韓長永

一種用于盤式激光器的泵浦光組件包括：聚焦裝置，特別是凹面鏡，其具有用于使泵浦光射束聚焦到激光活性介質(zhì)上的反射面；和用于使泵浦光射束在反射面上形成的反射區(qū)域之間偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)組件，其在圍繞反射面的中軸線的不同角度區(qū)域中布置在至少一個第一環(huán)形區(qū)域和第二環(huán)形區(qū)域中，偏轉(zhuǎn)組件構(gòu)造用于使泵浦光射束在第一環(huán)形區(qū)域的兩個反射區(qū)域之間進行至少一次偏轉(zhuǎn)且在第二環(huán)形區(qū)域的兩個反射區(qū)域之間進行至少一次偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)裝置也構(gòu)造用于在泵浦光射束在相對于中軸線的徑向方向上圖像反轉(zhuǎn)的情況下進行下述數(shù)量的在兩個環(huán)形區(qū)域的兩個反射區(qū)域之間的偏轉(zhuǎn)，該數(shù)量相應(yīng)于在兩個環(huán)形區(qū)域的兩個反射區(qū)域之間的偏轉(zhuǎn)的總數(shù)量的至少三分之一、優(yōu)選至少一半。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于盤式激光器的泵浦光組件，所述泵浦光組件包括聚焦裝置、特別是凹面鏡，所述聚焦裝置具有用于使泵浦光射束聚焦到激光活性介質(zhì)的反射面，以及所述泵浦光組件包括用于使泵浦光射束在反射面上形成的反射區(qū)域之間偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)組件，所述偏轉(zhuǎn)組件在圍繞反射面的中軸線的不同角度區(qū)域中布置在至少一個第一環(huán)形區(qū)域和第二環(huán)形區(qū)域中，其中，偏轉(zhuǎn)組件構(gòu)造用于使泵浦光射束在第一環(huán)形區(qū)域的兩個反射區(qū)域之間進行至少一次偏轉(zhuǎn)并且在第二環(huán)形區(qū)域的兩個反射區(qū)域之間進行至少一次偏轉(zhuǎn)。本發(fā)明也涉及一種具有所述泵浦光組件的盤式激光器，以及涉及一種用于泵浦激光活性介質(zhì)的方法，所述方法包括：借助于聚焦裝置、特別是借助于凹面鏡將泵浦光射束多次聚焦到激光活性介質(zhì)上，其中，在依次連續(xù)的聚焦步驟之間使泵浦光射束在聚焦裝置的反射面的不同反射區(qū)域之間進行偏轉(zhuǎn)，所述反射區(qū)域在圍繞反射面的中軸線的不同角度區(qū)域中布置在至少一個第一環(huán)形區(qū)域和第二環(huán)形區(qū)域中，其中，使泵浦光射束不僅在第一環(huán)形區(qū)域的兩個反射區(qū)域之間而且在第二環(huán)形區(qū)域的兩個反射區(qū)域之間分別偏轉(zhuǎn)至少一次。形成相應(yīng)的反射區(qū)域的角度區(qū)域例如可以是聚焦裝置的反射面的圓弧區(qū)段。

背景技術(shù)

盤式激光器具有帶小的厚度(激光盤)的激光活性介質(zhì)(增強介質(zhì))，所述激光活性介質(zhì)能夠被良好地冷卻。由此，盤式激光器的方案適用于在數(shù)千瓦范圍內(nèi)高的激光功率。然而由于增強介質(zhì)小的厚度在穿過激光活性介質(zhì)時吸收了極少的泵浦光，這在泵浦激光活性介質(zhì)時沒有設(shè)置合適的措施的情況下導致激光系統(tǒng)低的效率。為了獲得用于滿足在激光活性介質(zhì)中的激光條件所需的最小能量或最小激光功率，通常需要泵浦射束多次穿過激光活性介質(zhì)。在這種多次穿過中，泵浦光射束被多次聚焦到激光活性介質(zhì)上，其中，在依次連續(xù)的聚焦步驟中理想地產(chǎn)生泵浦光點1:1的成像。通過凹面鏡的反復成像導致使在平行的光路中的準直變差，從而使準直的射束直徑增大并且使耦入到激光活性介質(zhì)中的功率減小，這限制了多次穿過的數(shù)量。

在EP 1 252 687 B1中以及在論文“用于盤式激光器的泵浦鏡組和共振器”，S.Erhard，斯圖加特大學，2002，ISBN 3-8316-0173-9中描述了一種泵浦組件，其中，泵浦光射束借助于拋物面鏡聚焦到激光活性介質(zhì)上。多次穿過通過如下方式實現(xiàn)，泵浦光射束多次借助于偏轉(zhuǎn)裝置、例如棱鏡在不同的反射區(qū)域之間偏轉(zhuǎn)，所述反射區(qū)域位于拋物面鏡的同一個環(huán)形區(qū)域的不同的圓扇形中。

在論文“具有千瓦連續(xù)功率的盤式激光器”，C.Stewen，斯圖加特大學，2002，ISBN3-89675-763中提出，在使用多個偏轉(zhuǎn)單元的情況下使用拋物面鏡上的具有反射區(qū)域的多個環(huán)形區(qū)域用于成像，其中，各個環(huán)徑向地布置在拋物面鏡的弧段中。

由DE 10 2011 004 204 A1公知了類似的泵浦組件。在那里所述的泵浦光組件中，反射面可以具有帶多個反射區(qū)域的兩個、三個或多個環(huán)形區(qū)域。泵浦光射束在相應(yīng)的環(huán)形區(qū)域內(nèi)的偏轉(zhuǎn)在方位角的方向上進行，在不同的環(huán)形區(qū)域的反射區(qū)域之間的偏轉(zhuǎn)在徑向方向上進行。

反射區(qū)域與反射面的中軸線的間距越大，典型地成像誤差就越大。特別是對于使用三個或多個環(huán)形區(qū)域用于使泵浦光射束偏轉(zhuǎn)或者聚焦到激光活性介質(zhì)上的情況，至少徑向最外部的環(huán)形區(qū)域典型地具有與反射面的中軸線的下述間距，所述間距是這樣大的，使得成像誤差強烈增大，從而導致泵浦光射束明顯的擴寬，所述擴寬可能會導致例如呈棱鏡形式的偏轉(zhuǎn)裝置上所謂的剪切效應(yīng)(剪切損失)。