专利名称：大功率半导体激光纵向泵浦固体激光器的制作方法
技术领域：
一种大功率半导体激光纵向泵浦固体激光器，可广泛应用于大功率全固化激光器领域。
目前在半导体激光泵浦的固体激光器中，有纵向泵浦和横向泵浦两种方式纵向泵浦激光模式好，效率高；横向泵浦激光模式差，效率低。但是大功率半导体激光泵浦时，纵向泵浦以其高能量密度在垂直于通光方向上形成了温度梯度场，从而在激光晶体内引起热透镜效应，使得谐振腔由稳定腔变为非稳腔，不可能产生激光输出。由于没有有效的解决办法，故大功率半导体激光泵浦多采用横向泵浦，只有小功率半导体激光泵浦固体激光器时才采用纵向泵浦。以四镜Z型折叠谐振腔为例，整个谐振腔按稳定腔设计。当小功率半导体激光泵浦时，谐振腔为稳定腔，有激光输出。当泵浦功率较大时，在激光晶体3内出现等效热透镜，谐振腔由稳定腔变为非稳腔，无激光输出。
本实用新型的目的在于提供一种大功率半导体激光纵向泵浦固体激光器即全固化激光器，能够解决大功率半导体激光器纵向泵浦固体激光器时，由热透镜效应引起的激光器不能正常运转的问题。
本实用新型的技术方案见附图1，包括有输出泵浦激光的半导体激光器1，聚焦该激光的聚焦透镜2，入射激光的激光晶体3，折叠镜4和6，输出镜7，及以布儒斯特角放置的补偿板5，其特征在于，在谐振腔内激光晶体3与折叠镜4之间加入了一个补偿透镜8。
并且本实用新型中采用了与在激光晶体3内产生的热透镜间的距离近似等于二者的焦距之和的补偿透镜8。
本实用新型中补偿透镜的焦点近似与热透镜的焦点重合，补偿透镜补偿了热透镜效应，使得此时的谐振腔与无热透镜效应时的谐振腔等效，可根本解决大功率半导体激光纵向泵浦时产生的热透镜效应。
上述补偿透镜技术完全适合于其他各种类型的谐振腔。就是说，不管谐振腔的类型如何，也不管是什么种类的固体激光晶体，只要是大功率半导体激光纵向泵浦的固体激光器，就可以采用补偿透镜技术，使谐振腔由非稳腔变成稳定腔，彻底解决了大功率半导体激光纵向泵浦固体激光器的问题，且方法简单而有效。
图1本实用新型的技术方案原理示意图。
实施例按图1所示原理，以四镜Z型折叠谐振腔为例，半导体激光器1输出激光波长808nm，功率10w，经聚焦透镜2聚焦后入射NdYAG激光晶体3。NdYAG晶体长5mm，直径Ф4mm，一端镀1.06μm高反、808nm高透膜，此为谐振腔全反镜，另一端镀808nm增透膜，晶体周围经铜套用水冷却。凹面折叠镜4和6的曲率半径为100毫米，补偿板5厚10毫米，输出镜7的透射率为8％，总腔长1.5米。用小功率半导体激光(小于1瓦)泵浦时，有1.06μm激光输出。但半导体激光泵浦功率增加到大于5w时，由于NdYAG激晶体内部泵浦光直径仅0.2mm，功率密度较高，使垂直于光传播方向上形成了温度梯度场，引起热透镜效应，谐振腔由稳定腔变为非稳腔，无激光输出。加入补偿透镜8后，补偿透镜抵消了热透镜效应，谐振腔又变回到稳定腔。实验时，泵浦激光功率为10瓦时，输出激光功率达1w，光一光转换效率为10％。其中激光晶体3的入射面镀有全反膜，作为谐振腔的全反镜。折叠镜4和6为凹面反射镜，7为输出镜。补偿板5以布儒斯特角放置，补偿由凹面折叠镜非轴向反射引起的象散，该补偿透镜技术完全适合于其他各种类型的谐振腔。
权利要求1.大功率半导体激光纵向泵浦固体激光器，包括有输出泵浦激光的半导体激光器(1)，聚焦该激光的聚焦透镜(2)，入射激光的激光晶体(3)，折叠镜(4)和(6)，输出镜(7)，及以布儒斯特角放置的补偿板(5)，其特征在于，在谐振腔内激光晶体(3)与折叠镜(4)之间加入了一个补偿透镜(8)。
2.根据权利要求1所述的大功率半导体激光纵向泵浦固体激光器，其特征在于，采用了与在激光晶体(3)内产生的热透镜间的距离近似等于二者的焦距之和的补偿透镜(8)。
专利摘要大功率半导体激光纵向泵浦固体激光器,包括有半导体激光器,激光经过的聚集透镜,入射激光的激光晶体,折叠镜,输出镜,以布儒斯特角放置的补偿板,特征在于,在谐振腔内激光晶体与折叠镜之间加入一个补偿透镜。该补偿透镜与在激光晶体内产生的热透镜间的距离近似等于二者的焦距之和。该技术完全适合于其他各种类型的谐振腔,使谐振腔由非稳腔变成稳定腔,解决了大功率半导体激光纵向泵浦固体激光器的问题,且方法简单而有效。
文档编号H01S3/08GK2482750SQ0122503
公开日2002年3月20日 申请日期2001年5月31日 优先权日2001年5月31日
发明者李港, 陈檬, 陈莹, 王瑞, 尹丽娜 申请人:北京工业大学