专利名称：一种半导体激光器的泵浦方式的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光领域，尤其涉及半导体激光器领域，是一种半导体激光器 的泵浦方式。
背景技术：
在半导体泵浦激光器中，尤其是对于和频激光器或参量振荡激光器，通常 采用两组独立的泵浦源，对两种不同的激光增益介质分别泵浦，最后再和频或 差频产生激光输出，因而，这样的结构一般比较复杂，且体积、重量限制了微 型化应用。
发明内容
为了压缩激光器的结构，本发明提出采用同 一泵浦源泵浦含有两种不同增 益介质的复合腔而得到和频光，或两个独立腔输出双波长的激光器的泵浦方式 实现。
本发明的采用的技术方案是
半导体泵浦光源泵浦第一激光增益介质产生第一波长光，第一波长光被输 出腔镜反射回第二激光增益介质并泵浦第二激光增益介质。
进一步的，所述的输出腔镜反射方式是在平面的输出腔镜镀第 一波长光反 射膜再通过一聚焦透4竟反射回第二激光增益介质。或者，所述的输出腔镜反射 方式是在凹面的输出腔镜镀第 一 波长光反射膜反射回第二激光增益介质。
进一步的，所述的第一激光增益介质的第 一波长光和第二激光增益介质的 第二波长光通过和频输出或差频输出或不共线输出。
更进一步的，所述的第一激光增益介质的第一谐振腔和第二激光增益介质 的的第二谐振腔是部分重合的双腔。或者，所述的第一激光增益介质的第一谐 振腔和第二激光增益介质的的第二谐振腔是独立的双腔。
进一步的，所述的泵浦腔结构可以是分离式或微片式。
本发明的方法可以通过以下三种主要实施方式实现
3实施方式一半导体泵浦光源的泵浦光通过耦合透镜耦合或者借由光纤耦 合进入第一谐振腔镜的前腔镜，第一激光增益介质产生第一波长光，第一激光 增益介质后有镀对第二波长高反膜的腔镜作为第二谐振腔的前腔镜，其后为第 二激光增益介质及和频晶体或差频晶体等光学元件，再设置一后腔镜做为两个 谐振腔的后腔镜，后腔镜透射的光被凹面输出腔镜的膜反射回第二激光增益介 质作为其泵浦源或者被平面输出腔镜的膜反射在借由汇聚透镜汇聚回第二激光 增益介质作为其泵浦源。
实施方式二采用微片腔结构，由三个晶体片构成，分别为第一激光增益 介质晶体、和频(差频)晶体和第二激光增益介质晶体。和频晶体两端镀不同 的膜层，和频晶体靠近第二激光增益介质晶体的端面镀第一波长光的高反膜， 而在靠近第一激光增益介质晶体的端面镀第二波长光的高反膜，从而形成两个 波长的两个谐振腔，相互独立且部分重叠，和频晶体设置于重叠腔内，和频晶 体内和频得到和频光从输出腔镜输出，同理，还借由凹面输出腔镜的膜反射回 第二激光增益介质作为其泵浦源或者被平面输出腔镜的膜反射在借由汇聚透镜 汇聚回第二激光增益介质作为其泵浦源，或者利用光的偏振性，在光轴彼此正 交的增益介质的微片激光器和输出腔镜中插入1/4波片进行通透光的选择实现。
实施方式三采用微片腔结构，第一激光增益介质靠近透镜端的端面镀第 一波长光的高反膜；第二激光增益介质靠近输出腔镜的端面镀第二波长光的高 反膜，而第 一激光增益介质和第二激光增益介质之间的端面镀第 一波长光和第 二波长光的高反膜，因此第一激光增益介质的两端面构成第一波长光的谐振腔、 第二激光介质两端面构成第二波长光的谐振腔。使半导体泵浦光源回返光聚焦 到不共线的第二激光增益介质中，而形成2种波长，但不共线的激光输出。
本发明采用如上技术方案，采用同 一泵浦源泵浦含有两种不同增益介质的 复合腔而得到和频光，或两个独立腔输出双波长的激光器，由于去掉了一个泵 浦源，因而其结构变得更为简单，紧凑。
图l是本发明第一种实施方式的第一种结构示意图； 图2是本发明第一种实施方式的第二种结构示意图； 图3是本发明第一种实施方式的第三种结构示意图；图4是本发明第二种实施方式的第一种结构示意图； 图5是本发明第二种实施方式的第二种结构示意图； 图6是本发明第三种实施方式的结构示意图。
具体实施例方式
现结合
和具体实施方式
对本发明进一步说明。
本发明的泵浦方法是采用两组聚焦透镜，并用同 一泵浦源的同 一泵浦光先 后泵浦两种不同的激光增益介质，其中第二组聚焦透镜与 一个泵浦光的反射镜 组合，对经过第一个增益介质后剩余的泵浦光再次聚焦并返回到第二片激光增 益介质中，来实现二次泵浦的激光输出。
为支持本发明的方法，可以通过以下三种主要实施方式实现
第一种主要实施方式
本实施方式含三种结构，分别为图l、图2和图3所示。
如图l所示，101为波长XO的LD泵浦源，102为耦合透镜，103为平凹腔 镜，104为第一激光增益介质晶体，105为平面镜，且靠近第一激光增益介质晶 体的表面镀波长的高反膜，106为第二激光增益介质晶体，107为二阶非线 性晶体(和频晶体)，108为平凹腔镜。109为聚焦透镜，IIO为波长XO的反射 镜，并镀有和频激光输出的增透膜。从LD泵浦源IOI发出的泵浦光经耦合透镜 102进入第一激光增益介质晶体104，腔镜103,第一激光增益介质晶体104和 腔镜108构成第一波长光人l的谐振腔，未被第一激光增益介质晶体104完全吸 收，剩余的泵浦光透射出谐振腔被输出腔镜110反射并被聚焦透镜109反向聚 焦至第二激光增益介质晶体106，镀第二波长光人2的高反膜的平面镜105、第 二激光增益介质106、平凹腔镜108构成第二波长光X2的谐振腔中。通过和频 晶体107，第一波长光？J和第二波长光在腔内和频得到和频波长入3和频输 出。对此结构中的激光增益介质设计合适的掺杂浓度、厚度或利用偏振吸收性 质，即可实现泵浦光在2种不同增益介质中成比例的吸收，而尽可能地得到较 强的和频激光输出。
如图2所示，其结构和图1所示的结构没有本质区别，用凹面反射镜209 代替了图1结构中聚焦透镜109和反射镜110的组合，于此不再赘述。
如图3所示的结构，此结构中没有图1所示的第一组透镜和腔镜，而是利用光纤中激光输出光斑小的特点，可用光纤端面303泵浦来代替耦合透镜，但 由于光纤输出的限制，此结构仅适用于较薄的激光增益介质。 第二种主要实施方式
本实施方式含两种结构，分别为图4和图5所示。
如图4所示，采用端面泵浦方式，401为LD泵浦源，402、 403、 404分别 为第一激光增益介质晶体、和频晶体和第二激光增益介质晶体。和频晶体403 两端镀不同的膜层，和频晶体403靠近第二激光增益介质晶体404的端面S3镀 第一波长光XI的高反膜，而在靠近第一激光增益介质晶体402的端面S2镀第 二波长光的高反膜，从而在Sl和S3面之间形成第一波长光XI的谐振腔， 而在S2和S4面之间形成第二波长光X2的谐振腔，两个谐振腔相互独立，且在 和频晶体403内和频得到和频光从输出腔镜405输出。其中，LD泵浦源401和 第一激光增益介质晶体402之间可插入耦合透镜组，以改善泵浦光束。输出腔 镜405的膜反射回第二激光增益介质404作为其泵浦源。
如图5所示，501、 502、 503分别为第一激光增益介质、和频晶体、第二激 光增益介质。501和503为同一种激光增益介质，但第一激光增益介质501和第 二激光增益介质503增益介质的光轴方向相互正交。泵浦光先进入第一激光增 益介质501被部分吸收，如第一激光增益介质501为Nd: YV04，此时吸收方向为 兀方向的吸收。未^^皮第一激光增益介质501吸收的部分泵浦光透过和频晶体502 和第二激光增益介质503,通过1/4波片504被凹面反射镜的输出腔镜505反射 再次通过l/4波片504,相当于泵浦光的方向转过90。，从而此时的泵浦光对于 第二激光增益介质503的吸收方向相当于7i方向，因此被第二激光增益介质503 吸收。和频晶体502的S7面镀第一波长光人l的高反膜、S6面镀第二波长光X2 的高反膜，因此第一激光增益介质501的S5面和和频晶体502的S7面构成第 一波长光？J的谐振腔，而和频晶体502的S6面和第二激光增益介质503的S8 面构成第二波长光人2的谐振腔，因此得到波长 J和波长的相对独立谐振腔， 经过和频晶体502,在输出腔镜505的端面得到和频光人3输出。
第三种主要实施方式
如图6所示，其中601为LD; 602为耦合透镜；603为激光第一激光增益 介质晶体，靠近耦合透镜602端的端面S9镀第一波长光人l的高反膜；604为激
6光第二激光增益介质晶体，靠近输出腔镜605的端面S11镀第二波长光X2的高 反膜，而激光第一激光增益介质晶体603和激光第二激光增益介质晶体604之 间的S10面镀第一波长光U和第二波长光人2的高反膜，因此第一激光增益介 质晶体603两端面构成第一波长光 J的谐振腔、第二激光增益介质晶体604两 端面构成第二波长光的谐振腔。LD输出的激光通过耦合透镜602聚焦进激光 第一激光增益介质晶体603,未被第一激光增益介质晶体603吸收的部分通过第 二激光增益介质晶体604后，被平凹腔镜的输出腔镜605反射返回并聚焦至与 第一激光增益介质晶体603中的泵浦光吸收点不共线的激光第二激光增益介质 晶体中604，由于第一激光增益介质晶体603的S9面镀第一波长光人l的高反膜， 而第一激光增益介质晶体603的Sll面镀第二波长光X2的高反膜，且S1Q面镀 第一波长光？J和第二波长光人2的高反膜，因此第一激光增益介质晶体603两 端面构成第一波长光H的谐振腔、第二激光增益介质晶体604两端面构成第二 波长光的谐振腔，形成2种波长、但不共线的激光输出。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员 应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式 上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
权利要求
1. 一种半导体激光器的泵浦方式，其特征在于半导体泵浦光源泵浦第一激光增益介质产生第一波长光，第一波长光被输出腔镜反射回第二激光增益介质并泵浦第二激光增益介质。
2. 如权利要求1所述的半导体激光器的泵浦方式，其特征在于所述的输出腔 镜反射方式是在平面的输出腔镜镀第一波长光反射膜再通过一聚焦透镜反射 回第二激光增益介质。
3. 如权利要求1所述的半导体激光器的泵浦方式，其特征在于所述的输出腔 镜反射方式是在凹面的输出腔镜镀第 一波长光反射膜反射回第二激光增益介 质。
4. 如权利要求1所述的半导体激光器的泵浦方式，其特征在于所述的第一激 光增益介质的第 一波长光和第二激光增益介质的第二波长光通过和频输出或 差频输出或不共线输出。
5. 如权利要求4所述的半导体激光器的泵浦方式，其特征在于所述的第一激 光增益介质的第 一谐振腔和第二激光增益介质的的第二谐振腔是部分重合的 双腔。
6. 如权利要求4所述的半导体激光器的泵浦方式，其特征在于所述的第一激 光增益介质的第 一谐振腔和第二激光增益介质的的第二谐振腔是独立的双 腔。
7. 如权利要求1所述的半导体激光器的泵浦方式，其特征在于所述的泵浦腔 结构可以是分离式或微片式。
全文摘要
本发明的一种半导体激光器的泵浦方式涉及激光领域，尤其涉及半导体激光器领域。本发明采用的方法为半导体泵浦光源泵浦第一激光增益介质产生第一波长光，第一波长光被输出腔镜反射回第二激光增益介质并泵浦第二激光增益介质。所述的输出腔镜反射方式是在平面的输出腔镜镀第一波长光反射膜再通过一聚焦透镜反射回第二激光增益介质。或者，所述的输出腔镜反射方式是在凹面的输出腔镜镀第一波长光反射膜反射回第二激光增益介质。本发明采用同一泵浦源泵浦含有两种不同增益介质的复合腔而得到和频光，或两个独立腔输出双波长的激光器，由于去掉了一个泵浦源，因而其结构变得更为简单，紧凑。
文档编号H01S5/04GK101483317SQ200910111038
公开日2009年7月15日 申请日期2009年2月10日 优先权日2009年2月10日
发明者凌吉武, 砺 吴, 英 邱, 陈卫民 申请人:福州高意通讯有限公司