一种提高ld阵列泵浦光均匀性的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于激光器泵浦耦合技术领域，具体地说涉及一种提高LD阵列泵浦光均匀性的装置。
【背景技术】
[0002]为满足泵浦源高输出功率的要求，半导体激光器通常以激光二极管阵列形式输出，即LD阵列。LD阵列虽提高了输出功率，但输出光斑远场属于光强叠加区，输出光能量不集中、强度分布不均匀。因此，为获得较高的能量输出，提高泵浦均匀性尤为重要。
[0003]为了实现对激光介质的均匀泵浦，通常从两个方面进行改善:
[0004]—、针对泵浦耦合系统，采用多个LD阵列侧面环绕泵浦，环绕的LD阵列越多，叠加后的光束均匀性越好，泵浦越均匀。该方法需要多个LD阵列，造价昂贵，装置复杂庞大，具有一定局限性。
[0005]二、针对LD激光器输出光束的匀化处理，目前主要分为:几何型半导体激光光束匀化方法、衍射型半导体激光光束匀化方法，以上匀化系统中，光学元件种类多、加工精细，并且对于特定的半导体激光器，各元件的参数需要进行合理优化设计，使用宽容度不高。
【实用新型内容】
[0006]针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种提高LD阵列泵浦光均匀性的装置，利用脉冲式驱动电源为电光偏转器提供电压，以改变泵浦光斑入射到激光介质上的位置，并使其随时间不断变化，即光斑在激光介质上直线扫描，同时，激光介质的上能级寿命较长，在一个泵浦周期内，泵浦光斑可以在激光介质上完成若干次扫描，实现泵浦光的匀化。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0008]一种提高LD阵列泵浦光均匀性的装置，包括LD阵列、电光偏转器、聚焦透镜、激光介质和脉冲式驱动电源，所述LD阵列、电光偏转器、聚焦透镜和激光介质依次同光轴排列，所述电光偏转器与脉冲式驱动电源连接，所述激光介质的上能级寿命不低于100 μ s量级。
[0009]进一步，所述LD阵列设置为自带准直透镜结构。
[0010]进一步，所述聚焦透镜表面镀有对泵浦光高透过率的膜。
[0011]进一步，所述电光偏转器、聚焦透镜和激光介质的通光口径相匹配。
[0012]进一步，所述脉冲式驱动电源输出电压的重复频率不低于IkHz量级，电压幅值不低于100V量级。
[0013]本实用新型的有益效果是:
[0014]1、本实用新型设置有脉冲式驱动电源，通过在电光偏转器上施加随时间周期性改变的电压，促使泵浦光入射到电光偏转器后，其偏转角度随时间周期变化，改变泵浦光斑在激光介质上的入射位置，提高泵浦光均匀性。
[0015]2、本实用新型通过改变脉冲式驱动电源的重复频率，可以控制泵浦光斑在激光介质上的扫描频率，利用激光介质的上能级寿命较长的特点和储能累积效应，有效提高激光介质的储能均匀性。
[0016]3、本实用新型具有结构简单，易于操作的特点。
[0017]4、本实用新型对LD阵列的输出光场没有特定要求，适用于其他对光束均匀性有要求的装置，具有适用性强的特点。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0019]图2是本实用新型的泵浦光斑扫动的原理图；
[0020]图中:LD阵列1、电光偏转器2、聚焦透镜3、激光介质4、脉冲式驱动电源5、泵浦光
6、泵浦光斑7。
【具体实施方式】
[0021]为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0022]实施例一:
[0023]如图1所示，一种提高LD阵列泵浦光均匀性的装置，包括LD阵列1、电光偏转器2、聚焦透镜3、激光介质4和脉冲式驱动电源5，所述LD阵列1、电光偏转器2、聚焦透镜3、激光介质4依次同光轴排列，所述激光介质4的上能级寿命不低于100 μ s量级，结构简单，易于操作。
[0024]所述脉冲式驱动电源5与电光偏转器2连接，为电光偏转器2提供随时间周期性改变的电压，所述电压的重复频率不低于IkHz量级，电压幅值不低于100V量级。
[0025]如图1、图2所示，所述LD阵列I设置为自带准直透镜结构，经LD阵列I发出的泵浦光6经过准直后，入射至电光偏转器2、聚焦透镜3，经过角度偏转、聚焦作用后，在所述激光介质4上形成泵浦光斑7，本装置对LD阵列I的输出光场没有特定要求，适用于其他对光束均匀性有要求的装置，适用性强。
[0026]启动所述脉冲式驱动电源5，在电光偏转器2上施加随时间周期性改变的电压，所述电光偏转器2对泵浦光6的偏转角度随电压幅值增加而增大，促使泵浦光6入射到电光偏转器2后，其偏转角度随时间周期变化，以改变泵浦光斑7在激光介质4上的入射位置，提高泵浦均匀性，通过改变脉冲式驱动电源5的重复频率，可以控制泵浦光斑7在激光介质4上的扫描频率，利用激光介质4的上能级寿命较长的特点和储能累积效应，有效提高激光介质4的储能均匀性。
[0027]实施例二:
[0028]如图1、图2所示，所述聚焦透镜3表面镀有对泵浦光6高透过率的膜，所述高透过率的膜为增透膜，所述LD阵列I的发射光谱与电光偏转器2的接收光谱、激光介质4的接收光谱相匹配，有效减少对所述泵浦光6的损耗。
[0029]所述激光介质4与聚焦透镜3之间的距离S，与激光介质4所需得到的泵浦光斑7的大小匹配。当S = F时，所述激光介质4得到的泵浦光斑7最小，当S # F时，所述激光介质4得到放大的泵浦光斑7。
[0030]实施例三:
[0031]如图1、图2所示，本实施例与实施例一、实施例二相同的部分不再赘述，不同的部分是:
[0032]所述泵浦光6的波长为808nm，所述激光介质4为Nd: YAG晶体，其通光口径为5mm*5mm，其上能级寿命为230 μ s，所述聚焦透镜3的通光口径O1= 25mm，所述电光偏转器2为LiNbO3电光偏转器，其通光口径Φ 2= 3_，其有效长度为3cm，所述激光介质4、电光偏转器2的通光口径均小于聚焦透镜3的通光口径，促使所述电光偏转器2、聚焦透镜3和激光介质4的通光口径相匹配，所述脉冲式驱动电源5的重复频率为1MHz，其幅值为100V，所述激光介质4位于聚焦透镜3的焦点处。
[0033]当所述脉冲式驱动电源5处于关闭状态时，所述泵浦光6依次经过电光偏转器2、聚焦透镜3后，在激光介质4的中心处形成泵浦光斑7，测得所述泵浦光斑7的调制度为
2.1:1ο
[0034]当所述脉冲式驱动电源5处于开启状态时，所述泵浦光6在激光介质4中心轴线的上下2mm范围内扫描，其扫描频率为1MHz，泵浦脉冲宽度为1ms，因此，在一个储能周期内，泵浦光斑7完成230次扫描，所述泵浦光斑7经过扫描后，测得其调制度为1.2:1。
[0035]综合以上所述，当脉冲式驱动电源5工作时，所述泵浦光斑7的调制度降低42.9%，均匀性高；将本实施例中所述泵浦光6，采用现有的均化装置进行均化后，测得泵浦后光斑的调制度为1.56:1，调制度降低25.7%。因此，本实施例涉及到的提高LD阵列泵浦光均匀性装置的均匀效果显著，均匀度高。
[0036]实施例四:
[0037]如图1、图2所示，本实施例与实施例三相同的部分不再赘述，不同的部分是:
[0038]所述激光介质4为Nd: YVO4晶体，上能级寿命为100 μ S，其通光口径为8mm*8mm，所述脉冲式驱动电源5的重复频率为2MHz，其幅值为150V，所述激光介质4与聚焦透镜3之间的距离S略大于聚焦透镜3的焦距F。
[0039]当所述脉冲式驱动电源5处于关闭状态时，所述泵浦光6依次经过电光偏转器2、聚焦透镜3后，在激光介质4的中心处形成泵浦光斑7，测得所述泵浦光斑7的调制度为2.18:1。
[0040]当所述脉冲式驱动电源5处于开启状态时，所述泵浦光6在激光介质4中心轴线的上下3mm范围内扫描，其扫描频率为2MHz，因此，在一个储能周期内，泵浦光斑7完成200次扫描，所述泵浦光斑7经过扫描后，测得其调制度为1.27:1。
[0041]综合以上所述，当脉冲式驱动电源5工作时，所述泵浦光斑7的调制度降低41.7%，均匀性高；将本实施例中所述泵浦光6，采用现有的均化装置进行均化后，测得泵浦后光斑的调制度为1.56:1，调制度降低28.4%。因此，本实施例涉及到的提高LD阵列泵浦光均匀性装置的均匀效果显著，均匀度高。
[0042]以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。
【主权项】
1.一种提高LD阵列泵浦光均匀性的装置，其特征在于，包括LD阵列、电光偏转器、聚焦透镜、激光介质和脉冲式驱动电源，所述LD阵列、电光偏转器、聚焦透镜和激光介质依次同光轴排列，所述电光偏转器与脉冲式驱动电源连接，所述激光介质的上能级寿命不低于100 μ s量级。2.根据权利要求1所述的一种提高LD阵列泵浦光均匀性的装置，其特征在于，所述LD阵列设置为自带准直透镜结构。3.根据权利要求2所述的一种提高LD阵列泵浦光均匀性的装置，其特征在于，所述聚焦透镜表面镀有对泵浦光高透过率的膜。4.根据权利要求3所述的一种提高LD阵列泵浦光均匀性的装置，其特征在于，所述电光偏转器、聚焦透镜和激光介质的通光口径相匹配。5.根据权利要求4所述的一种提高LD阵列泵浦光均匀性的装置，其特征在于，所述脉冲式驱动电源输出电压的重复频率不低于IkHz量级，电压幅值不低于100V量级。
【专利摘要】本实用新型涉及一种提高LD阵列泵浦光均匀性的装置，包括LD阵列、电光偏转器、聚焦透镜、激光介质和脉冲式驱动电源，所述LD阵列、电光偏转器、聚焦透镜和激光介质依次同光轴排列，所述电光偏转器与脉冲式驱动电源连接，所述激光介质的上能级寿命不低于100μs量级，本实用新型通过在电光偏转器上施加随时间周期性改变的电压，提高泵浦光的均匀性和激光介质的储能均匀性，结构简单，易于操作，适用性强。
【IPC分类】H01S3/10, H01S3/101, H01S3/0933
【公开号】CN204680895
【申请号】CN201520422125
【发明人】杨英, 胡东霞, 代万俊, 袁强, 张鑫, 王德恩, 赵军普, 薛峤, 张晓璐, 周维, 邓学伟, 黄小霞
【申请人】中国工程物理研究院激光聚变研究中心
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月18日