[實用新型]一種非鍵合或燒結的側泵浦圓片增益模塊結構

有效

• 申請號: 201721893904.7
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN208015067U
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 蔣建鋒;龐毓;靳全偉;崔玲玲;童立新;魯燕華;萬敏
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: H01S3/06
• 分類號: H01S3/06;H01S3/0941
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌;沈強

本實用新型提供了一種非鍵合或燒結的側泵浦圓片增益模塊結構，該方案包括有冷卻器、圓片激光介質、錐形波導結構和激光二極管陣列；圓片激光介質和錐形波導結構設置在冷卻器上；錐形波導結構圍繞連接在圓片激光介質的外側面；錐形波導結構的外側面上設置有激光二極管陣列；錐形波導結構與激光二極管陣列的連接端為入射端；錐形波導結構與圓片激光介質連的連接端為出射端；錐形波導結構的入射端口徑大于出射端的口徑。該方案能夠大幅提高圓形激光介質側泵浦的耦合效率，消除了圓形激光介質傳統側面泵浦需要鍵合或燒結錐形波導的技術難題。同時，波導也有很好的勻化效果，提高泵浦均勻性，減小圓形激光介質熱加載時的光學畸變。

技術領域

本實用新型涉及的是高功率固體激光器領域，尤其是一種非鍵合或燒結的側泵浦圓片增益模塊結構。

背景技術

隨著激光二極管泵浦固體激光器向高技術應用領域的持續推進，對激光器的功率水平和光束質量都提出了越來越高的要求。片狀增益介質易于實現一維高效冷卻，有利于控制激光器內部的熱畸變，采用片狀激光介質是研制高功率和高光束質量激光器的有效途徑。

片狀激光介質主要有板條和圓片兩種構型，板條片狀增益介質的輸出光斑不是對稱結構，水平和垂直方向的光參數不同，由此增加了板條激光器研制及應用的復雜性。圓片激光介質顯然不存在上述缺點，圓片激光介質的冷卻結構都是相同的，即通過端面進行高效冷卻，而泵浦方式則分為端泵浦和側泵浦兩種。

端泵浦方式易于實現，是現行圓片激光器的主流泵浦結構，由于圓片激光介質的后端面已用于微通道冷卻，只留前端面同時用于泵浦和激光振蕩放大，由此，泵浦光路和激光振蕩放大光路處于同一空間區域，兩者的光學元器件極易相互干涉，很難實現緊湊化設計，致使兩個光路系統占用龐大的空間，光路調節復雜，尤其是高功率激光器需多片激光介質串接，相互干涉的問題就更為突出，激光器的緊湊化，可靠性和可維護性都面臨很大挑戰。

側泵浦方式是將泵浦光路和激光振蕩放大光路分開到不同的空間區域，即激光二極管改為從圓片激光介質的側泵浦，避開了端泵浦方式的不足，但圓片激光介質的側面很薄，且側面是經打毛處理的圓弧面，很難實現激光二極管陣列的高效泵浦。現行的方法是在圓片激光介質的側面鍵合或燒結錐形波導，由錐形波導將激光二極管陣列發射的泵浦光導入到圓片激光介質中，該結構簡單緊湊，但在很薄的圓弧面鍵合或燒結錐形波導的技術難度極大，成本也很高。

實用新型內容

本實用新型的目的，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種非鍵合或燒結的側泵浦圓片增益模塊結構，該方案能夠大幅提高圓形激光介質側泵浦的耦合效率，消除了圓形激光介質傳統側面泵浦需要鍵合或燒結錐形波導的技術難題。同時，波導也有很好的勻化效果，提高泵浦均勻性，減小圓形激光介質熱加載時的光學畸變。

本方案是通過如下技術措施來實現的：

一種非鍵合或燒結的側泵浦圓片增益模塊結構，包括有冷卻器、圓片激光介質、錐形波導結構和激光二極管陣列；圓片激光介質和錐形波導結構設置在冷卻器上；錐形波導結構圍繞連接在圓片激光介質的外側面；錐形波導結構的外側面上設置有激光二極管陣列；錐形波導結構與激光二極管陣列的連接端為入射端；錐形波導結構與圓片激光介質連的連接端為出射端；錐形波導結構的入射端口徑大于出射端的口徑。

作為本方案的優選：錐形波導結構由上蓋板、窗口鏡片以及冷卻器組成；窗口鏡片設置在冷卻器的外邊緣，且窗口鏡片的高度高于圓片激光介質的厚度；上蓋板覆蓋在圓片激光介質外緣至窗口鏡片的頂端的區域上；上蓋板的下表面與窗口鏡片的內側以及冷卻器的上表面形成的空腔中注入有匹配液；激光二極管陣列設置在窗口鏡片的外側面。

作為本方案的優選：匹配液與圓片激光介質的折射率相同。

作為本方案的優選：上蓋板的外緣形狀為正多邊形；冷卻器的外緣形狀與上蓋板的外緣形狀相匹配；冷卻器的每個邊上都設置有一個窗口鏡片；所述每個窗口鏡片的外側面上都設置有一組激光二極管陣列。