专利名称：一种激光二极管侧面泵浦复合板条激光器的制作方法
技术领域：
一种激光二极管侧面泵浦复合板条激光器
发明领域
本发明涉及一种泵浦激光器，特别涉及一种激光二极管侧面泵浦复合板条激光器， 属固体激光器技术领域。
技术背景
近年来，激光二极管侧面泵浦固体激光器以其效率高、结构紧凑、可靠性好等优点 得到了广泛的发展。而板条激光器是实现高功率激光输出的一种重要方式。目前，侧面 泵浦板条激光器主要有两种， 一种是振荡激光与侧面成小角度掠入射，在一个侧面进行 全反射后通过增益介质；另一种方式是振荡光直线通过增益介质，图l、图2分别为两 种侧面泵浦板条激光器结构示意图。在这两种侧面泵浦方式中，前者一般采用高掺杂介 质，在靠近泵浦入射面较短的距离内实现泵浦光的吸收，但泵浦体积与模体积的匹配不 理想；后者因为板条增益介质一般宽度远大于厚度，采用稳腔时，在宽度方向上光束质 量差；采用非稳腔时，在宽度方向泵浦光的不均匀性，也会降低激光器输出光束的质量。
发明内容
在振荡光直线通过增益介质情况下，为了改善激光器宽度方向输出光束质量，本发 明在现有侧面泵浦板条固体激光器的基础上，提出了一种激光二极管侧面泵浦复合板条 激光器。谐振腔可采用各种形式的稳定腔。泵浦源可以为激光二极管阵列或线阵，当激 光器的泵浦源为激光二极管列阵时，该激光器包括泵浦源(1)、耦合系统(2)、复合 板条增益介质(3)、热沉(4)、输入镜(5)输出镜(6)。泵浦源发出的泵浦光经耦 合系统入射到复合板条增益介质，复合板条增益介质与热沉相接触，热沉通过水循环冷 却。其中复合板条增益介质掺杂部分的宽度为厚度的0.7-1.5倍，掺杂部分的尺寸范围 为0.5X0.5X10 mm3—3X3X300 mm3。当激光器的泵浦源为激光二极管线阵时，可 省略耦合系统，即泵浦光直接入射到复合板条增益介质上，复合板条增益介质掺杂部分 的宽度仍然采用为厚度的0.7-1.5倍，掺杂部分的尺寸范围仍为0.5X0.5X10mm3—3 X3X300mm3。图3、图4为激光二极管侧面泵浦复合板条激光结构示意图。
3为了获得更高功率的激光输出，可将多个激光二极管侧面泵浦复合板条增益介质的 激光器采用级连的方式串接起来，各级之间插入相位延迟片(7)，获得多级激光二极 管侧面泵浦复合板条增益介质的激光器。如果激光增益介质可线偏振运转，则不需要相 位延迟片进行偏振转变。
本发明的有益效果在于，采用复合板条增益介质作为激光器的工作物质，在振荡光 直线通过增益介质情况下，改善了激光器宽度方向的光束质量。该结构简单易行，在中、 高功率输出要求下采用此种结构的激光器可以获得高效率、高光束质量的激光输出。
图l一泵浦光小角度掠入射情况下板条激光器结构示意图2—泵浦光直接通过增益介质情况下板条激光器结构示意图3—本发明实施例1中激光二极管侧面泵浦复合板条激光器结构主视图4一本发明实施例i中激光二极管侧面泵浦复合板条激光器结构侧视图5—本发明实施例2中激光二极管两侧面泵浦复合板条激光器结构主视图； 图6—本发明实施例2中激光二极管两侧面泵浦复合板条激光器结构侧视图； 图7—本发明实施例3中多级激光二极管侧面泵浦复合板条增益介质激光器结构示 意其中l一泵浦源、2—耦合系统、3—复合板条增益介质、4一热沉、5—输入镜、6— 输出镜、7—相位延迟片。
具体实施方式
下面针对具有上述结构以及由上述结构变形所得到的几种激光二极管侧面泵浦复 合板条激光器给出实施例说明。
实例h激光二极管侧面泵浦复合板条激光器，如图3、图4所示，图3为主视图， 图4为泵浦耦合部分侧视图，激光器由泵浦源(1)、耦合系统(2)、复合板条增益介 质(3)、热沉(4)、输入镜(5)输出镜(6)六个部分组成。激光增益介质为复合板 条结构YAG/Nd:YAG，其中Nd:YAG掺杂浓度1.5%，尺寸为0.8 mm x 0.8 mm x 15 mm;不掺杂激活离子的YAG部分尺寸为0.8 mm x 2.2 mm x 15 mm。激光二极管的输出光经 耦合系统后成一线状，入射到复合板条晶体。晶体上下两面由水冷热沉通过传导进行冷 却。谐振腔为平-平稳定腔，长度200mm。
实例2:为了能够注入更多的泵浦功率，提高激光器的输出功率，在实例l的基础
上将工作物质改为两端不掺杂种及掺杂的复合板条，得到了如图5、图6所示的激光二 极管两端侧面泵浦复合板条激光器，图5为主视图，图6为泵浦耦合部分侧视图。激光 器由泵浦源(1)、耦合系统(2)、复合板条激光增益介质(3)、热沉(4)、输入镜 (5)输出镜(6)六个部分组成。激光增益介质为复合板条结构YAG/Nd:YAG/YAG， 其中Nd:YAG掺杂浓度1.5%，尺寸为0.8 mm x 0.8 mm x 15 mm;两边不掺杂激活离子 的YAG部分尺寸皆为0.8mmx2.2mmx 15 mm 。激光二极管的输出光经耦合系统后 成一线状，分别从两侧入射到复合板条晶体。复合板条晶体上下两面由水冷热沉通过传 导进行冷却。谐振腔为平-平腔。谐振腔长度200mm。
实例3:为了获得更高功率的激光输出，将两个以上实施例1中激光二极管侧面泵 浦复合板条增益介质的激光器采用级联的方式串接起来，获得如图7所示的多级激光二 极管侧面泵浦复合板条增益介质的激光器，其侧视图参考图3。激光器由泵浦源(1)、 耦合系统(2)、复合板条激光增益介质(3)、热沉(4)、输入镜(5)输出镜(6)、 相位延迟片(7)七个部分组成。如果激光增益介质可线偏振运转，则不需要相位延迟 片进行偏振转变。两块激光增益介质皆为复合板条结构YAG/Nd:YAG，其中Nd:YAG 掺杂浓度1.5%，尺寸为0.8 mm x 0.8 mm x 15 mm;不掺杂激活离子的YAG部分尺寸 为0.8 mm x 2.2 mm x 15 mm 。激光二极管的输出光经耦合系统后成一线状，入射到复 合板条晶体。晶体上下两面由水冷热沉通过传导进行冷却。谐振腔为平-平稳定腔。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明， 所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范 围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。
权利要求1. 一种激光二极管侧面泵浦复合板条激光器，其特征是当其泵浦源为激光二极管列阵时，该激光器包括泵浦源(1)、耦合系统(2)、复合板条增益介质(3)、热沉(4)、输入镜(5)输出镜(6)，泵浦源发出的泵浦光经耦合系统入射到复合板条增益介质，复合板条增益介质与热沉相接触，热沉通过水循环冷却，其中复合板条增益介质掺杂部分的宽度为厚度的0.7-1.5倍，掺杂部分的尺寸范围为0.5×0.5×10mm3—3×3×300mm3。
2. 根据权利要求1所述的一种激光二极管侧面泵浦复合板条激光器，其特征 是当激光器的泵浦源为激光二极管线阵时，可省略耦合系统，该激光器结构包括 泵浦源(1)、复合板条增益介质(3)、热沉(4)、输入镜(5)输出镜(6)，即 泵浦光直接入射到复合板条增益介质上，复合板条增益介质与热沉相接触，热沉 通过水循环冷却，其中复合板条增益介质掺杂部分的宽度为厚度的0.7-1.5倍， 掺杂部分的尺寸范围为0.5 X 0.5 X 10 mm3—3 X 3 X 300 mm3 。
专利摘要本实用新型涉及一种激光二极管侧面泵浦复合板条激光器，属固体激光器技术领域。采用复合板条增益介质作为激光器的工作物质，复合板条增益介质掺杂部分的宽度为厚度的0.7-1.5倍，掺杂部分的尺寸范围为0.5×0.5×10mm<sup>3</sup>-3×3×300mm<sup>3</sup>，利用热沉进行传导冷却。振荡激光直线通过激光增益介质有激活离子掺杂的部分。谐振腔可采用各种形式的稳定腔。并可通过级联，获得具有更高功率激光输出的多级激光二极管侧面泵浦复合板条增益介质的激光器。在振荡光直线通过增益介质情况下，本实用新型改善了激光器宽度方向的光束质量。
文档编号H01S3/06GK201285988SQ20082010970
公开日2009年8月5日 申请日期2008年8月4日 优先权日2008年8月4日
发明者何京良, 张怀金, 张恒利, 王艳华, 辛建国, 莹 闫 申请人:北京理工大学