专利名称：具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及端面泵浦的固体激光技术领域，尤其涉及具有线偏振吸收特性晶体的 泵浦装置。
背景技术：
随着激光二极管技术的发展，激光二极管作为激光器的泵浦源在激光技术领域是 一次飞跃性的革命。目前很大范围内激光二极管以谱线窄、工作物质吸收效率高等优点而 取代了灯泵浦，而在激光二极管作为激光泵浦源所采用的泵浦方式中，端面泵浦方式具有 泵浦结构简单、耦合效率高、泵浦光束与腔模匹配良好、输出激光光束质量好、阈值低等优 点.有一类具有线偏振吸收特性的晶体，如NchYVO4等，具有很强的偏振吸收和偏振辐 射特性，很适合激光二极管泵浦。现有的采用具有线偏振吸收特性的晶体作为工作物质的 端面泵浦固体激光器通常包括作为泵浦源的LD (LaserDiode，激光二极管)、光纤、耦合透 镜和晶体等，图1是固体激光器采用单端泵浦的情形，图2是固体激光器采用双端泵浦的情 形，其工作方式都为自然偏振泵浦，由于具有线偏振吸收特性的晶体对自然偏振泵浦光具 有很强的偏振吸收，也就是说，在自然偏振泵浦光中，仅有一部分偏振方向合适的能够被该 类晶体高效率的吸收，其余偏振方向的泵浦光未被有效吸收透过晶体而损耗掉，因此，最终 影响了固体激光器对泵浦光的有效利用。对于图2中双端泵浦的情形，漏掉的这部分泵浦 光可能会进入对面的LD内部而带来危害。为了提高固体激光器对泵浦光的有效利用，目前还有对端面泵浦的固体激光器进 行过优化设计的解决方案，比如通过优化晶体的搀杂浓度、增加晶体吸收长度等。这些优化 设计虽然有效，但具有线偏振吸收特性的激光器工作物质对自然偏振泵浦光吸收效率仍然 偏低，即仍有一部分泵浦光透过工作物质而未被有效吸收，这不但不能有效提高固体激光 器对泵浦光的有效利用，而且未被吸收的泵浦光还会影响激光器的性能。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，提高 具有线偏振吸收特性的晶体对泵浦光的吸收效率。本发明采用的技术方案是，所述具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，包括泵浦 源模块、传输模块、准直模块、起偏模块、偏振方向调整模块、汇聚模块和晶体，其中，泵浦源模块发出的泵浦光通过传输模块形成自然偏振泵浦光后，入射到准直模 块；准直模块将自然偏振泵浦光准直成平行的自然偏振泵浦光后入射到起偏模块；起偏模块将平行的自然偏振泵浦光分成功率相等的两部分线偏振泵浦光，分别通 过偏振方向调整模块调整后入射到汇聚模块；汇聚模块将经过偏振方向调整模块调整后的线偏振泵浦光汇聚入射到晶体的端
进一步的，所述装置包括反射模块、两个偏振方向调整模块和两个汇聚模块；所述功率相等的两部分线偏振泵浦光中透过起偏模块的那部分直接入射到一个 偏振方向调整模块，由起偏模块反射的那部分在反射模块的引导下入射到另一个偏振方向 调整模块；经两个偏振方向调整模块调整后的所述线偏振泵浦光分别经过汇聚模块相向射 入同一晶体的两个端面。进一步的，所述装置包括反射模块、两个偏振方向调整模块和两个汇聚模块；所述功率相等的两部分线偏振泵浦光中透过起偏模块的那部分直接入射到一个 偏振方向调整模块，由起偏模块反射的那部分在反射模块的作用下入射到另一个偏振方向 调整模块，经两个偏振方向调整模块调整后的所述线偏振泵浦光分别经过汇聚模块后入射 到两个晶体的端面。进一步的，所述起偏模块为一泵浦光偏振片。进一步的，所述偏振方向调整模块为泵浦光半波片，调整线偏振泵浦光的偏振方 向。进一步的，所述传输模块为传输光纤。进一步的，所述准直模块包括凸透镜、凹凸透镜和凹透镜中的一个或几个，所述汇 聚模块包括凸透镜、凹凸透镜和凹透镜中的一个或几个。进一步的，所述泵浦源模块为激光二极管。采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点本发明所述具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，在现有的采用具有线偏振吸收 特性的晶体作为工作物质的端面泵浦固体激光器中加入起偏模块和偏振方向调整模块，提 高具有线偏振吸收特性的晶体对自然偏振泵浦光的吸收效率，从而提高具有线偏振吸收特 性晶体的固体激光器或者放大器对泵浦光的利用效率。
图1是现有的单端泵浦固体激光器的泵浦部分光路示意图；图2是现有的双端泵浦固体激光器的泵浦部分光路示意图；图3是本发明采用单晶体双端泵浦泵方式的浦泵装置示意图；图4是本发明采用双晶体单端泵浦泵方式的浦泵装置示意图。
具体实施例方式为进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及 实施例，对本发明技术方案详细说明如下。为提高固体激光器中具有线偏振吸收特性的晶体对泵浦光的吸收效率，本发明对 泵浦光的泵浦装置进行了详细设计。如图3所示，具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，包括泵浦源模块1、传输模块 2、准直模块3、起偏模块4、偏振方向调整模块5、汇聚模块6、晶体7和反射模块8，其中，泵浦源模块1为激光二极管。
传输模块2可以为传输光纤，其作用是传输泵浦源模块1发出的泵浦光，经其传输 后形成自然偏振泵浦光。准直模块3包括凸透镜、凹凸透镜和凹透镜中的一个或几个，所述汇聚模块包括 凸透镜、凹凸透镜和凹透镜中的一个或几个。可以根据实际需要组合，只要能够达到准直和 汇聚的效果即可。起偏模块4为一泵浦光偏振片。偏振片采用布儒斯特角放置方式才能达到起偏的 作用。晶体7为具有线偏振吸收特性的晶体，如Nd: YV04、NdiGaVO4, Nd: YLF, YAP等。偏振方向调整模块5可以为泵浦光半波片，其作用是将由起偏模块4形成的两部 分线偏振泵浦光的偏振方向调整为与晶体7吸收效率最高的偏振方向一致。上述具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置的工作过程是首先，泵浦源模块1发出的泵浦光通过传输模块2传输后形成自然偏振泵浦光，入 射到准直模块3。准直模块3将入射的自然偏振泵浦光准直成平行的自然偏振泵浦光入射 到起偏模块4，经过起偏模块4透射和反射后得到功率相等的两部分线偏振泵浦光，后续经 调整后入射到晶体7中。透过起偏模块4的那部分线偏振泵浦光入射到一个偏振方向调整模块5，通过偏 振方向调整模块5来调节这部分线偏振泵浦光的偏振方向，使调整后的线偏振泵浦光的偏 振方向与晶体7吸收效率最高的偏振方向一致，再通过汇聚模块6将这部分泵浦光汇聚进 入晶体7的一个端面进行泵浦。若采用单晶体双端泵浦方式，则如图3所示，由起偏模块4反射的那部分线偏振泵 浦光用反射模块8弓丨导入射到另一个偏振方向调整模块5，通过偏振方向调整模块5来调节 这部分线偏振泵浦光的偏振方向，使调整后的线偏振泵浦光的偏振方向与晶体7吸收效率 最高的偏振方向一致，再通过汇聚模块6将线偏振泵浦光汇聚进入同一晶体7的另一个端 面进行泵浦。若采用双晶体单端泵浦方式，则如图4所示，由起偏模块4反射的那部分线偏振泵 浦光，用反射模块8引导入射到另一个偏振方向调整模块5和汇聚模块6，最终在另一块晶 体7的一个端面进行汇聚泵浦。本发明所具有的优点一、该线偏振泵浦结构，对具有线偏振吸收特性晶体的固体激光晶体来讲，可以对 泵浦光充分有效利用，从而提高固体激光器的输出效率。二、该泵浦装置应用范围广，可适用于固体激光器和放大器。通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功 效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发 明加以限制。
权利要求
1.一种具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，包括泵浦源模块、传输模块、准直模 块、起偏模块、偏振方向调整模块、汇聚模块和晶体，其中，泵浦源模块发出的泵浦光通过传输模块形成自然偏振泵浦光后，入射到准直模块；准直模块将自然偏振泵浦光准直成平行的自然偏振泵浦光后入射到起偏模块；起偏模块将平行的自然偏振泵浦光分成功率相等的两部分线偏振泵浦光，分别通过偏 振方向调整模块调整后入射到汇聚模块；汇聚模块将经过偏振方向调整模块调整后的线偏振泵浦光汇聚入射到晶体的端面。
2.根据权利要求1所述具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，其特征在于，所述装置 进一步包括反射模块、两个偏振方向调整模块和两个汇聚模块；所述功率相等的两部分线偏振泵浦光中透过起偏模块的那部分直接入射到一个偏振 方向调整模块，由起偏模块反射的那部分在反射模块的引导下入射到另一个偏振方向调整 模块；经两个偏振方向调整模块调整后的所述线偏振泵浦光分别经过汇聚模块相向射入同 一晶体的两个端面。
3.根据权利要求1所述具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，其特征在于，所述装置 进一步包括反射模块、两个偏振方向调整模块和两个汇聚模块；所述功率相等的两部分线偏振泵浦光中透过起偏模块的那部分直接入射到一个偏振 方向调整模块，由起偏模块反射的那部分在反射模块的作用下入射到另一个偏振方向调整 模块，经两个偏振方向调整模块调整后的所述线偏振泵浦光分别经过汇聚模块后入射到两 个晶体的端面。
4.根据权利要求1或2或3所述具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，其特征在于，所 述起偏模块为一泵浦光偏振片。
5.根据权利要求1或2或3所述具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，其特征在于，所 述偏振方向调整模块为泵浦光半波片，调整线偏振泵浦光的偏振方向。
6.根据权利要求1或2或3所述具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，其特征在于，所 述传输模块为传输光纤。
7.根据权利要求1或2或3所述具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，其特征在于，所 述准直模块包括凸透镜、凹凸透镜和凹透镜中的一个或几个，所述汇聚模块包括凸透镜、凹 凸透镜和凹透镜中的一个或几个。
8.根据权利要求1或2或3所述具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，其特征在于，所 述泵浦源模块为激光二极管。
全文摘要
本发明公开了一种具有线偏振吸收特性晶体的泵浦装置，在现有的采用具有线偏振吸收特性的晶体作为工作物质的端面泵浦结构中加入起偏模块和偏振方向调整模块，提高具有线偏振吸收特性的晶体对泵浦光的吸收效率，从而提高具有线偏振吸收特性晶体的固体激光器或者放大器对泵浦光的有效利用。
文档编号H01S3/091GK102064459SQ20101056068
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者刘刚, 刘洋, 周寿桓, 唐晓军, 姜东升, 王超, 赵鸿, 郭丽娜, 陈三斌 申请人:中国电子科技集团公司第十一研究所