[發明專利]一種板條激光器

有效

• 申請號: 202011293783.9
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112397977B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 王志敏;宋越;宗楠;彭欽軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: H01S3/06
• 分類號: H01S3/06
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發明公開了一種板條激光器，包括：激光介質，激光介質為長＞寬≥厚的板條狀；諧振腔，包括第一鏡片和第二鏡片，第一鏡片和第二鏡片分設于激光介質的端面的兩側；泵浦源，設置于激光介質的大面的至少一側，其中，激光介質包括預設寬度w₀和預設厚度t₀的摻雜區域，摻雜區域由摻雜激活離子的基質材料構成，摻雜區域與板條激光器的基模體積相匹配。本發明實施例的板條激光器，對激光介質在寬度和厚度方向分別摻雜預設寬度和預設厚度形成摻雜區域，使得摻雜區域與板條激光器的基模體積相匹配，最終使板條激光器工作在基模狀態，提高輸出光束質量。

技術領域

本發明涉及固體激光技術領域，尤其涉及一種板條激光器。

背景技術

傳統的棒狀激光器，由于徑向的溫度梯度，在大功率半導體激光列陣泵浦條件下，熱透鏡效應和雙折射效應很明顯，難以實現高光束質量高平均功率激光輸出。為此，1969年美國通用公司提出了固體激光器的模型。固體激光器的激光介質為板條形狀，一般為長方形薄片式結構，寬度與厚度之比大，被激發的激光在板條內部全內反射沿Z形光路傳輸。這種設計有利于消除一階熱透鏡效應、應力雙折射和退偏效應。

但是現有的板條激光器，板條狀的激光介質由于兩個方向的光束質量不同，導致激光器輸出的光束質量差。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有固體板條激光器光束質量差的問題，對激光介質在寬度和厚度方向分別摻雜預設寬度和預設厚度形成摻雜區域，使得摻雜區域與板條激光器的基模體積相匹配，最終使板條激光器工作在基模狀態，提高輸出光束質量。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供一種板條激光器，包括：光介質為長＞寬≥厚的板條狀；諧振腔，包括第一鏡片和第二鏡片，第一鏡片和第二鏡片分設于激光介質的端面的兩側；泵浦源，設置于激光介質的大面的至少一側，其中，激光介質包括預設寬度w₀和預設厚度t₀的摻雜區域，摻雜區域由摻雜激活離子的基質材料構成，摻雜區域與板條激光器的基模體積相匹配。

可選地，激光介質還包括非摻雜區域，非摻雜區位于摻雜區域寬度方向的兩側。

可選地，激光介質端面的切角θ、激光入射至激光介質端面的入射角θ₁、激光介質外部區域的折射率n₁、摻雜區域的折射率n₂、預設厚度t₀與所預設寬度w₀滿足：其中，n₁＜n₂。

可選地，非摻雜區域在摻雜區域的兩側對稱設置，摻雜區域一側的非摻雜區域的寬度w₁與摻雜區域的寬度w₀滿足：w₁:w₀≥1。

可選地，激光介質中傳輸的激光光束的寬度w₂滿足：w₂≥0.5mm。

可選地，第一鏡片和第二鏡片均為平面鏡或凸面鏡，第一鏡片和第二鏡片中一者為全反射鏡，另一者為部分反射鏡。

可選地，激光介質的垂直于寬度方向的截面為矩形、梯形或平行四邊形。

可選地，激光從所述激光介質一側端面的中心位置入射，從所述激光介質另一側端面的中心位置出射。

可選地，激活離子包括Nd、Yb、Ti、Pr、Cr、Tm和Ho中的至少一種；和/或基質材料包括晶體、玻璃和陶瓷中的至少一種。

可選地，激光介質在泵浦光的入射面鍵合有一層非摻雜晶體。

(三)有益效果