一种单二极管双端泵浦激光器的制作方法

本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种单二极管双端泵浦激光器，用一个激光二极管实现双端泵浦。

背景技术：

端面泵浦技术是固体激光器中一种非常重要的技术路线，可以获得高功率和高光束质量的激光输出。端面泵浦分为是单端泵浦方案和双端泵浦方案。如图1为单端泵浦装置图，包括泵浦源1′，其发出的光束经倾斜放置的反射镜片2′传递至激光工作物质3′，激光工作物质3′处理后的光束传递至耦合输出镜片4′输出，为了增加谐振腔长度提高腔模体积从而获得高光束质量激光输出，在其下方设置有全反射镜片5′。如图2为双端泵浦装置图，分布在激光工作物质3′两侧的第一反射镜片2-1′、第二反射镜片2-2′，第一反射镜片2-1′、第二反射镜片2-2′外侧均设有泵浦源1′，第一反射镜片2-1′下方设有全反射镜片5′，第二反射镜片2-2′下方设有耦合输出镜片4′。

随着激光二极管制造技术的不断提高，单个激光二极管模块的输出功率从早期的几十瓦，已经发展到了目前的几百瓦甚至更高。由于晶体热效应的限制，单个端面通常无法承受足够高的激光泵浦功率，过高的泵浦功率会导致晶体损伤甚至断裂。

技术实现要素：

为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种单二极管双端泵浦激光器，采用了泵浦分光/匀化结构，使一个激光二极管实现双端泵浦，可充分利用了泵浦功率，降低了激光晶体的损伤的风险，提高了激光输出的光束质量。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种单二极管双端泵浦激光器，包括泵浦源，用于将泵浦源反射的激光归集至激光工作物质内的第一反射镜片和第二反射镜片；所述泵浦源与第一反射镜片、第二反射镜片之间设置有将泵浦源发出的激光投射到第一反射镜片、第二反射镜片上的泵浦分光/匀化结构；

所述泵浦分光/匀化结构包括放置在第一反射镜片外侧的第三反射镜片、放置在第二反射镜片外侧第四反射镜片，所述泵浦源发射的激光经第一镜片、第一半波片投射至所述第三反射镜片上；所述第三反射镜片上的一路激光经第五反射镜片、第六反射镜片投射至第四反射镜片上，所述第四反射镜片将该路激光反射并经第三半波片、第三镜片投射至第二反射镜片上；所述第三反射镜片上的另一路激光经第二半波片、第二镜片传递至第一反射镜片上。

本实用新型通过调节第一半波片可以确保左右两路泵浦激光泵浦功率完全相同；通过调节第二半波片、第三半波片可以在确保泵浦光进入晶体端面时是圆偏振状态，避免了晶体由于偏振吸收特性不同导致的左右差异；采用了泵浦分光/匀化结构，使一个激光二极管实现双端泵浦，可充分利用了泵浦功率，降低了激光晶体的损伤的风险，提高了激光输出的光束质量。

进一步来说，所述第一镜片、第二镜片、第三镜片均为聚光镜片；所述第一镜片的聚光面朝向泵浦源、所述第二镜片的聚光面朝向第二半波片、所述第三镜片的聚光面朝向第二反射镜片。通过上述聚光镜片来汇集泵浦源反射的激光，提高激光的聚集强度。

进一步来说，所述激光工作物质的激光增益介质为Nd：YAG或Nd：YVO4；所述泵浦源的光束的中心波长为808nm。上述中心波长为808nm的泵浦源采用最常用的泵浦二级管。

优选地，所述激光工作物质的激光增益介质为Nd：YAG；所述泵浦源的光束的中心波长为878.5nm。中心波长为878.5nm的泵浦吸收带，其热效应比传统的808nm低的多，改善激光输出的光束质量。

优选地，所述激光工作物质的激光增益介质为Nd：YVO4；所述泵浦源的光束的中心波长为880nm-888nm。中心波长为880nm-888nm的泵浦吸收带，其热效应比传统的808nm低的多，改善激光输出的光束质量。

进一步来说，所述第三反射镜片与水平面之间的夹角为θ，θ＝45°；第五反射镜片与水平面之间的夹角为α，α＝45°；第六反射镜片与水平面之间的夹角为β，β＝45°；第四反射镜片与水平面之间的夹角为γ，γ＝45°；第一反射镜片与水平面之间的夹角为δ，δ＝45°；第二反射镜片与水平面之间的夹角为ε，ε＝45°。

与现有技术相比，在同样的总泵浦功率情况下，本实用新型的双端泵浦结构相对于单端泵浦而言，由于将热平均分在晶体两端，因此比单端泵浦具备更好的光束质量。

附图说明

图1为现有技术中单端泵浦装置示意图。

图2为现有技术中双端泵浦装置示意图。

图3为本实用新型实施例的结构示意图。

图4为本实用新型实施例的泵浦频率的吸收系数图。

图5为本实用新型实施例的第一反射镜片～第六反射镜片的放置角度示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例

参见附图3所示，本实施例中的一种单二极管双端泵浦激光器，包括泵浦源1，用于将泵浦源1反射的激光归集至激光工作物质3内的第一反射镜片2-1和第二反射镜片2-2，第一反射镜片2-1下方设置有全反射镜片5，第二反射镜片2-2下方设置有耦合输出镜片4，上述结构与现有技术中的双端泵浦装置(图2)相似。现有技术中的双端泵浦装置采用两个泵浦源分别对应第一反射镜片和第二反射镜片，而本实施例只采用一个泵浦源。为此在本实施例中我方在泵浦源1与第一反射镜片2-1、第二反射镜片2-2之间设置有将泵浦源1发出的激光投射到第一反射镜片2-1、第二反射镜片2-2上的泵浦分光/匀化结构。

所述泵浦分光/匀化结构包括放置在第一反射镜片2-1外侧的第三反射镜片9、放置在第二反射镜片2-2外侧第四反射镜片8，所述泵浦源1发出的激光经第一镜片10、第一半波片13投射至所述第三反射镜片9上；所述第三反射镜片9上的一路激光经第五反射镜片6、第六反射镜片7投射至第四反射镜片8上，所述第四反射镜片8将该路激光反射并将第三半波片15、第三镜片12投射至第二反射镜片2-2上；所述第三反射镜片9上的另一路激光经第二半波片14、第二镜片11传递至第一反射镜片2-1上。

本实施例中的第一镜片10、第二镜片11、第三镜片12均为聚光镜片。如图3所示，所述第一镜片10的聚光面朝向泵浦源1、所述第二镜片11的聚光面朝向第二半波片14、所述第三镜片12的聚光面朝向第二反射镜片2-2。

在实际使用中，所述泵浦源1的光束的常用中心波长为808nm的激光，其由单个激光二极管模块输出，激光工作物质3的激光增益介质为Nd：YAG或Nd：YVO4。

如图4所示，对于Nd：YAG晶体，此外还有878.5nm泵浦吸收带。对于Nd：YVO4晶体，这个吸收带则是880nm-888nm。这些吸收带由于泵浦量子亏损少，因此热效应较传统的808nm低很多，具有明显优势，这些泵浦波长称之为直接泵浦技术。因此也可以采用如下情况：

1、激光工作物质3的激光增益介质为Nd：YAG、泵浦源1的光束的中心波长为878.5nm；2、激光工作物质3的激光增益介质为Nd：YVO4、泵浦源1的光束的中心波长为880nm-888nm。

本实施例中如图5所示，所述第三反射镜片9与水平面之间的夹角为θ，θ的范围值为40°～50°、最佳的角度值为45°；第五反射镜片6与水平面之间的夹角为α，α的范围值为40°～50°、最佳的角度值为45°；第六反射镜片7与水平面之间的夹角为β，β的范围值为40°～50°、最佳的角度值为45°；第四反射镜片8与水平面之间的夹角为γ，γ的范围值为40°～50°、最佳的角度值为45°；第一反射镜片2-1与水平面之间的夹角为δ，δ的范围值为40°～50°、最佳的角度值为45°；第二反射镜片2-2与水平面之间的夹角为ε，ε的范围值为40°～50°、最佳的角度值为45°。

本实用新型通过调节第一半波片可以确保左右两路泵浦激光泵浦功率完全相同；通过调节第二半波片、第三半波片可以在确保泵浦光进入晶体端面时是圆偏振状态，避免了晶体由于偏振吸收特性不同导致的左右差异。因此，本实用新型专利采用一个泵浦源(激光二极管)实现双端泵浦，充分利用了泵浦功率，降低了激光晶体的损伤的风险，提高了激光输出的光束质量。另外在同样的总泵浦功率情况下，双端泵浦结构相对于单端泵浦而言，由于将热平均分在晶体两端，因此比单端泵浦具备更好的光束质量。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。