半导体单端泵浦多折腔激光器的制造方法

专利名称:半导体单端泵浦多折腔激光器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种半导体单端泵浦多折腔激光器，解决了现有激光器存在的体积大、结构复杂、光束质量不佳和输出功率较低的问题。技术方案包括半导体泵浦模块和增益激光晶体模块以及谐振腔模块，所述半导体泵浦模块包括一个半导体泵浦激光器及其对应的耦合透镜，所述增益激光晶体模块包括板条激光晶体，所述谐振腔模块为多程折叠谐振腔模块，所述多程折叠谐振腔模块包括位于所述板条激光晶体两端的全反尾镜和部分输出镜，所述板条激光晶体与所述部分输出镜之间还设有第一偏折镜。本实用新型能有效增长增益长度，同时有效减小热效应的影响，结构更紧凑和更简单，具有光束质量高、高效率输出的优点。
【专利说明】
半导体单端泵浦多折腔激光器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种激光器，具体的说是一种半导体单端栗浦多折腔激光器。
【背景技术】
[0002]半导体激光器栗浦的全固态激光器因具有转换效率高、稳定性好、结构紧凑、使用寿命长等众多优点，使其成为当今固态激光技术研究的热点之一，其中板条激光器由于栗浦效率高、大面散热效率好而受到广泛重视。现有的1064nm激光器多是采用棒状晶体得到近红外激光输出，采用棒状工作介质的高功率固体激光器在长时间运转时，工作介质的径向温度梯度使棒呈现出热透镜效应和双折射效应，进而严重降低了光束质量，直接限制了高功率激光的高光束质量输出。
[0003]早在20世纪70年代美国GE公司的W.B.Mart in等就提出了板条激光器设计的概念，使得板条晶体内部温度场的分布趋于均匀，极大降低了晶体本身的热效益。但该方案存在结构设计复杂、吸收长度短、抽运效率低等缺点，限制了其进一步的发展。对于板条结构的固体激光器，国内已经做出了基于侧面栗浦、角栗浦和部分端面栗浦技术的激光器，侧面栗浦的栗浦光与腔内模式匹配不好，效率不高，光束质量不好；角栗浦的耦合效率不高，加工工艺复杂，成本高;现有端面栗浦的结构复杂，不紧凑，可利用的增益长度不长导致输出功率不高。

【发明内容】

[0004]本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种能有效增长增益长度，同时有效减小热效应的影响，结构更紧凑和更简单、光束质量高、高效率输出的1064nm半导体单端栗浦多折腔激光器。
[0005]技术方案包括半导体栗浦模块和增益激光晶体模块以及谐振腔模块，所述半导体栗浦模块包括一个半导体栗浦激光器及其对应的耦合透镜，所述增益激光晶体模块包括板条激光晶体，所述谐振腔模块为多程折叠谐振腔模块，所述多程折叠谐振腔模块包括位于所述板条激光晶体两端的全反尾镜和部分输出镜，所述板条激光晶体与所述部分输出镜之间还设有第一偏折镜。
[0006]所述第一偏折镜反射面法线与主轴线夹角度a为1°?20°的夹角。
[0007]所述板条激光晶体和全反尾镜之间还设有第二偏折镜，所述第一偏折镜和第二偏折镜关于板条激光晶体中心旋转对称。
[0008]所述耦合透镜双面镀有栗浦光的增透膜;所述全反尾镜双面镀有栗浦光的增透膜，反射面镀1064nm激光的全反膜;所述第一偏折镜反射面镀有栗浦光的全反膜和1064nm激光的全反膜;部分输出镜的反射面镀有栗浦光的全反膜和1064nm激光的部分输出膜。
[0009]所述第二偏折镜双面镀有栗浦光的增透膜，反射面镀1064nm激光的全反膜。
[0010]本实用新型结构简单紧凑，高效率，高光束质量。使用半导体栗浦激光器，在谐振腔内采用多程折叠光路，不仅可以充分均匀利用板条激光晶体增益，显著增加增益长度，而且可以减弱一阶热效应的应力双折射和退偏效应，从而获得结构紧凑简单、高稳定性、高光束质量的高效率激光输出。
【附图说明】

[0011]图1本实用新型结构不意图。
[0012]图2为本实用新型另一结构形式的结构示意图。
[0013]其中，I一半导体栗浦激光器、2—親合透镜、3—全反尾镜、4一第二偏折镜、5—板条激光晶体、6一第一偏折镜、7一部分输出镜。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一上解释说明:
[0015]参见图1，本实用新型包括由前至后依次布置半导体栗浦激光器1、耦合透镜2、全反尾镜3、第二偏折镜4、板条激光晶体5、第一偏折镜6和部分输出镜7，
[0016]其中，全反尾镜镜3和部分输出镜7置于板条激光晶体5前后两端，第一偏折镜6位于板条激光晶体5和部分输出镜7之间，第二偏折镜4位于板条激光晶体5和全反尾镜3之间。全反尾镜3和部分输出镜7镜面平行于板条激光晶体I的端面，第二偏折镜4和第一偏折镜6关于板条激光晶体5旋转对称，其反射面法线与主轴线的角度a为I?20° (栗浦光光轴、耦合透镜2中心轴线和板条激光晶体5中心轴线重合，统称为主轴线)，本实施例中为5.7°，可以实现激光在板条激光晶体5中的五次折叠，通过控制不同的偏折角度可以实现不同次数的光路折置。
[0017]本实施例中，板条激光晶体5可以选择Nd: YV04晶体，晶体尺寸选为12mmX 1mm XImm ；所述半导体栗浦激光器I的栗浦光波长为808nm，最大栗浦输出功率为80W，也可以采用中心波长为880nm的半导体激光器作为栗浦，将粒子直接抽运到激光上能级，减小量子亏损。所述耦合透镜2双面镀有栗浦光的增透膜;全反尾镜3双面镀有栗浦光的增透膜、反射面镀有1064nm激光的全反膜;所述第一偏折镜6反射面镀有栗浦光的全反膜和1064nm激光的全反膜;所述第二偏折镜4双面镀有栗浦光的增透膜，反射面镀1064nm激光的全反膜;部分输出镜7的反射面镀有栗浦光的全反膜和1064nm激光的部分输出膜，激光透过率约为25 %。
[0018]原理:
[0019]半导体栗浦激光器I输出栗浦光，经耦合透镜2透过全反尾镜3和第二偏折镜4聚焦到板条激光晶体5上，板条激光晶体5吸收栗浦光，将粒子抽运到抽运上能级，产生受激发射激光。激光在腔内谐振过程:激光由全反尾镜3反射垂直进入板条激光晶体5，由板条激光晶体5的另一端面射出经第一偏折镜6偏折一定角度后再入射到板条激光晶体5上，穿过晶体射出的激光经第二偏折镜4偏折一定角度后再反射入板条激光晶体5中，由于第二偏折镜4和第一偏折镜6的偏折，激光多次通过板条激光晶体5在谐振腔内反复震荡放大，最后激光由平面输出镜7输出部分功率。
[0020]本实施例中，所述半导体栗浦激光器I的功率为80W，可输出40W近红外激光，两个正交方向的光束质量因子为1.2-1.3。
[0021 ]参照图2，作为本实施例的一个变形，取消了第二偏折镜4，激光的多次折叠在第一偏折镜6和全反尾镜3之间进行，最后由倾斜的部分输出镜7输出激光，其余结构同实施例1，该结构相对于图1方案更加紧凑，激光在板条激光晶体5中分布的均匀性略差于图1所述结构的激光器，但结构更加简单紧凑，工作原理类似。
【主权项】
1.一种半导体单端栗浦多折腔激光器，包括半导体栗浦模块和增益激光晶体模块以及谐振腔模块，其特征在于，所述半导体栗浦模块包括一个半导体栗浦激光器及其对应的耦合透镜，所述增益激光晶体模块包括板条激光晶体，所述谐振腔模块为多程折叠谐振腔模块，所述多程折叠谐振腔模块包括位于所述板条激光晶体两端的全反尾镜和部分输出镜，所述板条激光晶体与所述部分输出镜之间还设有第一偏折镜。2.如权利要求1所述的半导体单端栗浦多折腔激光器，其特征在于，栗浦光光轴、耦合透镜中心轴线和板条激光晶体中心轴线重合，统称为主轴线;所述第一偏折镜反射面法线与所述主轴线夹角度a为1°?20°。3.如权利要求1所述的半导体单端栗浦多折腔激光器，其特征在于，所述板条激光晶体和全反尾镜之间还设有第二偏折镜，所述第一偏折镜和第二偏折镜关于板条激光晶体中心旋转对称。4.如权利要求1-3任一所述的半导体单端栗浦多折腔激光器，其特征在于，所述耦合透镜双面镀有栗浦光的增透膜;所述全反尾镜双面镀有栗浦光的增透膜，反射面镀1064nm激光的全反膜;所述第一偏折镜反射面镀有栗浦光的全反膜和1064nm激光的全反膜;部分输出镜的反射面镀有栗浦光的全反膜和1064nm激光的部分输出膜。5.如权利要求3所述的半导体单端栗浦多折腔激光器，其特征在于，所述第二偏折镜双面镀有栗浦光的增透膜，反射面镀1064nm激光的全反膜。
【文档编号】H01S3/16GK205724359SQ201620354772
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】陈培锋, 邓溯平, 张自豪, 余晓畅
【申请人】武汉市杰都易光电科技有限公司