[發(fā)明專利]一種提高非偏振吸收增益介質(zhì)泵浦光吸收效率的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110543031.1
• 申請(qǐng)日: 2021-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN113285338A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張振國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張振國(guó)
• 主分類號(hào): H01S3/08
• 分類號(hào): H01S3/08;H01S3/094;H01S3/10
• 代理公司: 長(zhǎng)春眾邦菁華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214
• 代理人: 張偉

本發(fā)明涉及一種提高非偏振吸收增益介質(zhì)泵浦光吸收效率的方法，包括泵浦源、偏振分束鏡、非偏振吸收增益介質(zhì)和泵浦光回收光路；泵浦源發(fā)出的偏振泵浦光入射至偏振分束鏡，偏振分束鏡對(duì)偏振泵浦光高透并且對(duì)與偏振泵浦光的偏振方向垂直的偏振光高反，入射至非偏振吸收增益介質(zhì)的一部分偏振泵浦光被吸收，未被吸收的偏振泵浦光進(jìn)入泵浦光回收光路，泵浦光回收光路將未被吸收的偏振泵浦光進(jìn)行90°偏振方向轉(zhuǎn)換以及光束變換后返回至偏振分束鏡，偏振分束鏡將返回的偏振光反射至非偏振吸收增益介質(zhì)，被非偏振吸收增益介質(zhì)再次吸收。本發(fā)明有效提高了非偏振吸收增益介質(zhì)泵浦光的吸收效率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需對(duì)增益介質(zhì)和原有諧振腔做特殊處理，安全性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種提高非偏振吸收增益介質(zhì)泵浦光吸收效率的方法。

背景技術(shù)

在激光器領(lǐng)域，泵浦光的高效利用是激光器工程化的一個(gè)重要內(nèi)容。在常用的固體激光器中，泵浦光利用率低會(huì)帶來(lái)三個(gè)危害：1、泵浦光通過(guò)增益介質(zhì)后只有一部分被吸收，未被吸收的泵浦光沒有起到泵浦增益介質(zhì)的作用，造成了浪費(fèi)；2、未被吸收的泵浦光打在吸光池以熱能形式消散掉，帶來(lái)了系統(tǒng)的熱負(fù)載，為了對(duì)抗這部分熱負(fù)載，系統(tǒng)需要加大制冷功率，間接地增加了系統(tǒng)的功率消耗；3、泵浦光利用率低時(shí)，為了滿足激光器的出光功率/能量指標(biāo)，需要加大泵浦光的功率，泵浦光的產(chǎn)生也需要消耗系統(tǒng)功率且產(chǎn)生熱量，同樣會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功耗增加。因此，提高泵浦光的利用效率，不僅可以提高激光器的出光效率，也可以降低激光器系統(tǒng)的熱負(fù)載和功耗，對(duì)激光器工程化應(yīng)用大有裨益。

目前，已有多種關(guān)于提高激光器泵浦光利用效率的方法。例如，公開號(hào)為CN102610992A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種實(shí)現(xiàn)對(duì)泵浦光高效吸收率的Nd:YAG激光器方法，其主要是利用雙晶體吸收峰不同來(lái)實(shí)現(xiàn)泵浦光互補(bǔ)吸收，進(jìn)而提高對(duì)泵浦光的利用效率，但要求泵浦光光譜足夠?qū)挘沂褂糜袃蓚€(gè)吸收峰互補(bǔ)的晶體。公開號(hào)為CN103560387A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種雙程吸收分光匹配激光放大器及其放大方法，該放大器及其放大方法利用曲面雙色鏡將未吸收的泵浦光垂直返回增益介質(zhì)中，雖然此方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且未被吸收泵浦光功率利用率較高，對(duì)于泵浦光吸收率提升很大，但是這種方法的泵浦光是垂直返回至增益介質(zhì)中的，第二次未被吸收的泵浦光將以反饋光的形式返回到泵浦源中，對(duì)于半導(dǎo)體激光器、光纖激光器之類的泵浦源，反饋光是致命的，極易引起半導(dǎo)體激光器損傷和光纖激光器燒毀。

因此，開發(fā)一種適用于單晶體、未吸收泵浦光利用率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不造成反饋光的泵浦光再利用技術(shù)，是很有價(jià)值的。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種提高非偏振吸收增益介質(zhì)泵浦光吸收效率的方法。本發(fā)明是一種可以在諧振腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)泵浦光高效利用的方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于非偏振吸收增益介質(zhì)，且不會(huì)形成反饋光而對(duì)泵浦激光器造成危害。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：

一種提高固體激光器泵浦光利用效率的方法，包括泵浦源、偏振分束鏡、非偏振吸收增益介質(zhì)和泵浦光回收光路；

所述泵浦源發(fā)出的偏振泵浦光入射至所述偏振分束鏡，所述偏振泵浦光的偏振態(tài)為垂直偏振或者水平偏振，所述偏振分束鏡對(duì)所述偏振泵浦光高透并且對(duì)與所述偏振泵浦光的偏振方向垂直的偏振光高反，所述偏振泵浦光透過(guò)所述偏振分束鏡后入射至所述非偏振吸收增益介質(zhì)，一部分所述偏振泵浦光被所述非偏振吸收增益介質(zhì)吸收，未被吸收的偏振泵浦光進(jìn)入所述泵浦光回收光路，所述泵浦光回收光路將未被吸收的偏振泵浦光進(jìn)行90°偏振方向轉(zhuǎn)換以及光束變換后返回至所述偏振分束鏡，所述偏振分束鏡將返回的偏振光反射至所述非偏振吸收增益介質(zhì)，被所述非偏振吸收增益介質(zhì)再次吸收。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明利用偏振分束鏡結(jié)合泵浦光回收光路將未被吸收的偏振泵浦光再次回引進(jìn)諧振腔，被非偏振吸收增益介質(zhì)再次吸收，從而有效提高偏振泵浦光的吸收效率，提高了泵浦光的利用率；