包含几何聚光元件及绝热元件的激光泵浦装置及其系统的制作方法

1.本发明涉及一种激光泵浦装置及其系统，包含作为几何聚光元件(geometric light concentrator)及绝热元件(heat insulator)的介电块(dielectric block)，特别涉及一个或一组低热导率光电介质(optical dielectrics)，其引导及汇聚(集中，concentrate)来自发光二极管或激光二极管的低强度光以产生高亮度光，以在激光增益材料的激光晶体中进行更高效率及更少热量的泵浦。


背景技术：

2.激光是包含由能量源泵浦的激光增益材料的高能量密度辐射装置，其中激光有多种类型的泵浦源。例如，电源可以输送电能来泵浦半导体激光(也称为激光二极管)；激光二极管可泵浦固态激光；闪光灯通常用于泵浦高功率脉冲激光等。为了更有效益，泵浦能量必须被激光增益材料有效吸收。因此，实现高泵浦效率有两个关键因素，第一个是具有与激光的发射体积匹配的高泵浦强度，第二个是使泵浦光谱与激光增益材料的吸收光谱相匹配。这两个因素共同定义了泵浦源的亮度或辉度，并以每单位面积、每单位立体角及每单位带宽(bandwidth)的光功率为单位。由于激光二极管可以发射与激光增益材料的吸收峰值匹配的窄线高强度聚焦辐射，因此现有的二极管激光泵浦(以下简称为“二极管泵浦”)固态激光非常具有效益。虽然闪光灯源的成本相对较低，但它的宽带(broadband)及发散光不能像二极管泵浦激光那样有效地泵浦固态激光。本领域现有技术(文献kozo kamiryo et al.,jpn.j.appl.phys.5,(1966)1217)的泵浦效率几何改进方案是沿着椭圆泵浦室的焦点之一安装闪光灯管，并沿另一侧安装激光棒(laser rod)，使闪光灯的泵浦光大部分到达激光增益材料。
3.近来，发光二极管作为固态激光的泵浦源的技术兴起(例如文献brenden villars et al.,optics letts.40,(2015)3049)。发光二极管发出发散光，其光谱宽度比闪光灯小得多，比激光二极管略宽。因此，与闪光灯相比，发光二极管的光谱能量与激光增益材料的光谱吸收更匹配。与闪光灯相比，发光二极管还具有更长的使用寿命及更好的稳定性。与用于泵浦固态激光的激光二极管相比，发光二极管的安装及维护成本较低，不易受到静电损坏，对温度变化不敏感。然而，与激光二极管不同的是，发光二极管不会产生聚焦光。发光二极管或发光二极管阵列发射锥角约为120度的正向辐射。由于发光二极管不能像闪光灯那样制成强管状发射器，因此现有技术中闪光灯普遍采用的椭圆泵浦室不适用于发光二极管泵浦的固态激光。为了解决这个问题，专利us 2017/0149197 a1中公开了一些几何反射结构，以相当低效的光体积与激光体积比限制了发光二极管泵浦光。为了进一步汇聚发光二极管的泵浦能量，adrien barbet等人(文献optica3,(2016)465)首先在薄膜材料中将蓝光发光二极管转换为荧光(fluorescent light)，荧光在薄膜中被引导以高强度向激光晶体传递，不幸的是，所述技术中的大部分发光二极管光没有转换为泵浦光，且整体泵浦效率仍然很低。
4.为了获得高泵浦强度，通常会尽可能靠近激光增益材料来安装发光二极管(例如
文献chun yu cho et al.,optics letts.42,(2017)2394)。然而，激光依赖于原子数反转来实现激光阈值，如果激光增益材料的基态被许多热原子填充，则高能态原子很难达到原子数反转。与所有其他泵浦源一样，由于发光二极管会产生热量，这会阻止将发光二极管安装在激光增益材料附近以进行有效泵浦。在二极管激光泵浦固态激光中，将激光二极管耦合到光纤中，使的与泵浦增益材料具有一定距离通常是将泵浦源的热量与激光隔绝的选择。不幸的是，这种技术不适用于发光二极管泵浦，因为与将激光二极管光耦合到光纤中相比，将高度发散且微弱的发光二极管光耦合到光纤中的效率低下。
5.因此，本发明的目的在于提供一种新的激光泵浦装置及其实施例，其能够有效地汇聚来自例如发光二极管的光，以用于泵浦激光并更减少到达激光增益材料的泵浦光源的热。本发明的另一个目的是增加激光泵浦光的亮度，从而提高激光的泵浦效率。


技术实现要素：

6.本发明提供一种激光泵浦装置及系统，通过其中的介电块具有泵浦轴并包含第一表面、第二表面及多个反射面，介电块用以接收泵浦光使之进入第一表面，并沿着被反射面围绕的泵浦轴，引导泵浦光朝第二表面传递，使介电块作为激光泵浦的高效几何聚光元件及绝热元件。
7.依据本发明一实施方式提供一种激光泵浦装置，包含泵浦光源、介电块及激光产生元件。泵浦光源用以发出泵浦光。介电块具有泵浦轴并包含第一表面、第二表面及多个反射面，其中介电块用以接收泵浦光使之进入第一表面，并沿着被反射面围绕的泵浦轴，引导泵浦光朝第二表面传递。激光产生元件用以放大外部注入的激光信号或产生由共振腔自发震荡形成的激光，激光产生元件包含激光增益材料，激光增益材料安装在第二表面旁且靠近泵浦轴的位置，用以接收及吸收从第二表面发出的泵浦光。借此，介电块可作为激光泵浦的高效几何聚光元件及绝热元件。
8.依据前述激光泵浦装置的实施例中，泵浦光源可包含发光二极管阵列，或激光二极管阵列，或发光二极管及激光二极管混合阵列。
9.依据前述激光泵浦装置的实施例中，反射面中相面对二者可围绕泵浦轴并互相平行，或是二相面对反射面呈楔形且其垂直泵浦轴的孔径渐缩。
10.依据前述激光泵浦装置的实施例中，介电块的材料可对泵浦光透明，且是玻璃、石英及熔融石英中一者。
11.依据前述激光泵浦装置的实施例中，介电块的第一表面及第二表面中至少一者可光学涂覆有多个介电层，以提升泵浦光通过介电块的亮度。
12.依据前述激光泵浦装置的实施例中，激光增益材料可为nd：yag、nd：yvo4、nd：gdvo4、nd：kgw、nd：ylf、nd：glass、cr：yag、cr：lisaf、yb：yag、yb：glass、er：yag、er：glass、tm：glass及ti：sapphire晶体中的一者。
13.依据前述激光泵浦装置的实施例中，激光增益材料可安装在沿泵浦轴的反射镜之前，反射镜用以将泵浦光的未吸收部再循环回激光增益材料。
14.依据本发明另一实施方式提供一种激光泵浦系统，包含多个前述实施方式中的泵浦光源、多个前述实施方式中的介电块、前述实施方式中的激光产生元件，以及冷却装置。多个泵浦光源用以分别发出多个泵浦光。多个介电块用以分别传递多个泵浦光并隔绝多个
泵浦光源的热。激光产生元件的激光增益材料用以接收及吸收泵浦光。冷却装置用以移除泵浦光源及激光增益材料中产生的热。借此，可放大泵浦强度。
15.依据前述激光泵浦系统的实施例中，多个介电块可分别对齐多个泵浦轴，多个泵浦轴止于一点以汇聚多个泵浦光于激光增益材料。
16.依据前述激光泵浦系统的实施例中，冷却装置可包含气冷元件、珀耳帖(peltier)热电冷却器及水冷元件中至少一者，其附接于至少一泵浦光源的背面或包覆激光增益材料。
附图说明
17.图1示出介电板(dielectric slab)的角度接收(angular acceptance)示意图，其中光线被引导在两个平行壁之间进行内部全反射；
18.图2示出介电板的光强度增加及角度接收降低的示意图，其中光线被引导在两个楔形壁之间进行内部全反射；
19.图3示出本发明第一实施例的激光泵浦装置的示意图，其中单楔形光电介质用于将泵浦光汇聚到激光放大器中的激光增益材料；
20.图4示出本发明第二实施例的激光泵浦装置的示意图，其中单楔形光电介质用于将泵浦光汇聚到激光振荡器中的激光增益材料；
21.图5示出本发明第三实施例的激光泵浦装置的示意图，其中双楔形光电介质用于将泵浦光汇聚到激光放大器中的激光增益材料；
22.图6示出本发明第四实施例的激光泵浦装置的示意图，其中双楔形光电介质用于将泵浦光汇聚到激光振荡器中的激光增益材料；
23.图7示出本发明第五实施例的激光泵浦装置的侧视图，其中聚光元件及绝热元件泵浦激光增益材料，并通过反射镜将未被吸收的泵浦光回收到激光增益材料；
24.图8示出本发明第六实施例的激光泵浦系统的侧视图，其中两个各包含聚光元件及绝热元件的模块泵浦激光增益材料；以及
25.图9示出本发明第七实施例的激光泵浦系统的侧视图，其中多个各包含聚光元件及绝热元件的模块泵浦激光增益材料，并对光源及激光棒配置有冷却装置。
26.附图标记说明：
27.1000,1100,2000,3000,4000,5000,6000,7100,7200,8100,8200,8300,8400,8500,8600：介电块
28.1005,1105：输入光线
29.1010,1110：泵浦轴
30.1020,1120,2700,3700,4700,5700,6700,7700,7720：第一表面
31.1030,1130,2800,3800,4800,5800,6800,7800,7820：第二表面
32.1040,1140：折射光线
33.1050：顶侧壁
34.1060,1160：反射光线
35.1070,1170,2040,3040,4040,5040,6040,7040,8040：激光增益材料
36.1150,1155：侧壁
37.2010,3010,4010,5010,6010,7010,7012：泵浦光源
38.2020,4020：输入激光
39.2030,3050,4030,5050：输出激光
40.3020,5020：激光腔镜
41.3030,5030：输出耦合器
42.6030,7130,7230,8130,8230,8330,8430,8530,8630：泵浦光
43.6070：反射镜
44.8010,8020：冷却装置
45.d,d,d1,d2,d3：宽度
46.x1,x2：长度段
47.α：楔角
48.β：顶楔角
49.θ,θ1,θ2：角度
50.φ：入射角
具体实施方式
51.以下将参照附图说明本发明的实施例。为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示。
52.图1示出具有沿着泵浦轴1010的二平行壁(具体为顶侧壁1050及与其平行的壁)的介电块(即光学介电板)1000，其中各平行壁是反射面。泵浦光的输入光线1005以入射角φ入射在第一表面(即前表面、输入表面)1020上，并且泵浦光的输入光线1005的折射光线1040以角度θ入射顶侧壁1050。为了在介电块1000中抑制能量损失地引导泵浦光的反射光线1060，角度θ必须大于内部全反射的临界角θc，其中θc＝sin-1
(na/n)，n是介电块1000的折射率，且na是环境的折射率。为了达到条件θ》θc，根据斯涅耳定律(snell’s law)，入射角(即输入角或接收角)φ必须满足以下式(1)的条件：
[0053][0054]
为了将入射角(接收角)φ最大化，需要将折射率na最小化。为了简化讨论，下文中所述的折射率na为空气环境的折射率，其数值为1。将包含平行壁的介电块1000的数值孔径(numerical aperture)na
p
定义为最大接收角φ
max
的正弦值，其满足以下式(2)：
[0055][0056]
本发明的技术特征之一是将高度发散的泵浦光耦合到一个或多个具有足够大的折射率的平行壁的介电块中，从而具有大的数值孔径na
p
，以将光从第一表面1020引导及汇聚到第二表面(即端面、输出表面)1030而泵浦激光增益材料1070。较佳地，具有平行壁的介电块1000具有低导热率，以为激光增益材料1070隔绝来自泵浦光源的热。较佳地，第一表面1020及第二表面1030皆涂有抗反射介电层，以提升泵浦光通过介电块1000并朝向激光增益
材料1070的传递。
[0057]
泵浦光源可包含或可为发光二极管、激光二极管或二者的组合。如前所述，将泵浦波长与激光增益材料1070的吸收波长相匹配可以大大提高激光的泵浦效率。虽然发光二极管的发射光谱比闪光灯的发射光谱相对地窄，但激光二极管的光谱亮度更适合激光泵浦。为了提高激光泵浦的发光二极管的光谱亮度，在其中一个优选实施例中，第一表面1020光学涂覆有与介电块1000的材料不同的介电层，以激发发光二极管发射与激光增益材料1070的吸收波长相匹配的波长。
[0058]
图2示出了本发明另一技术特征，楔形介电块1100将来自第一表面1120的泵浦光的输入光线1105耦合到第二表面1130。第一表面1120具有宽度d，且第二表面1130具有宽度d，由于楔角α满足条件α≥0，故宽度d、d满足条件d≥d。理想地，介电块1100对泵浦光高度透明并且可将入射在第一表面1120上的泵浦光汇聚到第二表面1130。较佳地，介电块1100具有低热导率以将泵浦光源的热量与激光增益材料1170隔绝。如果入射在第一表面1120上的全部泵浦光皆可传递并到达第二表面1130，泵浦光的强度将依据几何比例因子d/d而增加。然而，光学系统的角度接收由系统的数值孔径na决定。对于有限的楔角α，数值孔径na由楔角α满足条件α＝0时的数值减小，且泵浦光的折射光线1140、反射光线1160在侧壁(作为反射面)1150、1155的入射角逐渐变小并且可能最终违反了光导的内部全反射条件。假设最后一次弹跳到达第二表面1130的入射角是角度θ。根据图2中的几何结构，第n次的前一次反弹时光线的入射角θn满足以下式(3)：
[0059]
θn＝θ+2nα,n＝1,2,3...(3)。
[0060]
假设折射光线1140经过n次反弹到达第二表面1130，输入光线1105在介电块1100内部被引导的条件是最后一个角度θ保持大于内部全反射的临界角θc的条件，或是条件θ》θc。根据斯涅尔定律，所述条件满足以下式(4)：
[0061]
sinφ＝n
×
sin(90
°
－ θn)＝n
×
cos(θ+2nα)
ꢀꢀꢀ
(4)。
[0062]
在式(4)中，φ是输入光线1105在第一表面1120上的入射角，楔形电介质的数值孔径naw因此由以下式(5)所描述：
[0063]
naw＝sinφ
max
＝n
×
cos(θc+2nα)
ꢀꢀꢀ
(5)。
[0064]
通过比较式(2)及式(5)，对于有限的参数nα，数值孔径naw恒小于数值孔径na
p
。因此，本发明的目的是基于受式(5)约束的数值孔径naw的谨慎设计，其利用楔形电介质来汇聚泵浦光并隔绝泵浦光源的热。
[0065]
根据几何形状，楔形电介质沿泵浦轴1110的总长度l可由长度段xi的总和计算而得，并满足以下式(6)：
[0066][0067]
在式(6)中，亦定义了宽度di，并可设定第二表面1130的边界条件d
l
＝d及第一表面1120的宽度d，其可由泵浦光发射器的尺寸来决定。再者，式(5)连同式(6)为设计有效的泵浦聚光元件及绝热元件以泵浦固态激光增益材料1170提供了精确的规范。
[0068]
较佳地，第一表面1120及第二表面1130中至少一表面涂覆有抗反射介电层，以增加泵浦光通过介电块1100并朝向激光增益材料1170的传递。
[0069]
泵浦光源可包含或可为发光二极管、激光二极管或二者的组合。为了提高激光泵
浦的发光二极管的光谱亮度，在其中一个优选实施例中，第一表面1020光学涂覆有与介电块1000的材料不同的介电层，以激发发光二极管发射与激光增益材料1070的吸收波长相匹配的波长。
[0070]
图1及图2分别示出的介电块1000及1100可为构建块，其用于将泵浦光汇聚在激光增益材料1070及1170上，并将泵浦光源的热与激光增益材料1070及1170隔绝。在楔形介电块的情况下，图3及图4中单楔形介电块泵浦强度的几何比例因子d/d的数值可通过采用双楔形介电块增加为其数值的平方，并如图5及图6所示。在图7中，为了提高泵浦效率，本发明的一个实施例是在激光增益材料(例如激光棒)6040后面安装反射镜(reflecting mirror)6070，使得未被吸收的泵浦光被重定向回泵浦激光增益材料6040。如图8及图9所示，通过在激光增益材料(例如图8中的激光增益材料7040)周围安装多个楔形介电块(例如图8中的介电块7100、7200)可进一步将几何比例因子以倍数加大。因此，本发明提供了一种创新的光学装置及其实施例，可放大用于泵浦固态激光的泵浦光的强度，且可在泵浦及激光增益材料之间提供有效的热隔绝。
[0071]
请参照第一实施例至第七实施例分别的图3至图9，泵浦光源可包含发光二极管晶粒阵列、激光二极管晶粒阵列或二者的组合。介电块的材料可对泵浦光透明，例如玻璃、石英及熔融石英中一者。借此，介电块具有高透光性以传递泵浦光到达激光增益材料，且介电块具有低导热性以隔绝泵浦光源的热量到达激光增益材料。介电块的第一表面及第二表面中至少一者可光学涂覆有多个介电层(例如抗反射介电层，但不以此为限)，以提升泵浦光通过介电块的亮度。为了增加发光二极管泵浦光的光谱亮度，介电块的第一表面可光学涂覆有多个介电层，介电层的材料与介电块的材料不同，以激发发光二极管于激光增益材料的吸收波长的发射，而提高发光二极管泵浦激光的效率。第一实施例至第七实施例中任一实施例的激光增益材料可为nd：yag、nd：yvo4、nd：gdvo4、nd：kgw、nd：ylf、nd：glass、cr：yag、cr：lisaf、yb：yag、yb：glass、er：yag、er：glass、tm：glass及ti：sapphire晶体中的一者。借此，当被汇聚的泵浦光泵浦时，激光增益材料有利于发射激光或放大激光辐射。
[0072]
请参照第一实施例的图3，激光泵浦装置包含泵浦光源(即泵浦光照明器)2010、介电块2000及激光产生元件。泵浦光源2010用以发出泵浦光，泵浦光源2010可为发光二极管、激光二极管或二者的组合。介电块2000具有泵浦轴并包含第一表面2700、第二表面2800及多个反射面，多个反射面沿泵浦轴设置于第一表面2700及第二表面2800之间。介电块2000用以接收泵浦光使之进入第一表面2700，并沿着被反射面围绕的泵浦轴，引导泵浦光朝第二表面2800传递。激光产生元件用以放大外部注入的微弱激光信号或产生由共振腔自发震荡形成的激光，激光产生元件包含激光增益材料(激光增益材料单元，例如激光棒)2040，激光增益材料2040安装在第二表面2800旁且靠近泵浦轴的位置，用以接收及吸收从第二表面2800发出的泵浦光。借此，介电块2000可作为激光泵浦的高效几何聚光元件及绝热元件。
[0073]
详细而言，介电块2000的反射面中相面对二者呈楔形且其垂直泵浦轴的孔径(aperture，或可说是剖面面积)渐缩，各相面对反射面具有如图3所示的楔角α。换句话说，介电块2000的输入孔径(即第一表面2700)大于其输出孔径(即第二表面2800)，且泵浦光由较大的输入孔径入射并朝激光增益材料2040汇聚于较小的输出孔径。激光增益材料2040安装于激光放大器中，并将激光增益材料2040输入端弱的输入激光2020放大产生其输出端强的输出激光2030。
[0074]
请参照第二实施例的图4，激光泵浦装置包含泵浦光源3010、介电块3000及激光产生元件。泵浦光源3010用以发出泵浦光，泵浦光源3010可为发光二极管、激光二极管或二者的组合。介电块3000具有泵浦轴并包含第一表面3700、第二表面3800及多个反射面，多个反射面沿泵浦轴设置于第一表面3700及第二表面3800之间。介电块3000用以接收泵浦光使之进入第一表面3700，并沿着被反射面围绕的泵浦轴，引导泵浦光朝第二表面3800传递。激光产生元件用以放大外部注入的微弱激光信号或产生由共振腔自发震荡形成的激光，激光产生元件包含激光增益材料3040，激光增益材料3040安装在第二表面3800旁且靠近泵浦轴的位置，用以接收及吸收从第二表面3800发出的泵浦光。
[0075]
详细而言，介电块3000的反射面中相面对二者呈楔形且其垂直泵浦轴的孔径渐缩，各相面对反射面具有如图4所示的楔角α。激光增益材料3040安装于激光腔中，具体而言，激光腔镜(laser cavity mirror)3020设置于激光增益材料3040的输入端，输出耦合器3030设置于激光增益材料3040的输出端，借此建立由激光增益材料3040发出的输出激光3050。
[0076]
请参照第三实施例的图5，激光泵浦装置包含泵浦光源4010、介电块4000及激光产生元件。泵浦光源4010用以发出泵浦光，泵浦光源4010可为发光二极管、激光二极管或二者的组合。介电块4000具有泵浦轴并包含第一表面4700、第二表面4800及多个反射面，多个反射面沿泵浦轴设置于第一表面4700及第二表面4800之间。介电块4000用以接收泵浦光使之进入第一表面4700，并沿着被反射面围绕的泵浦轴，引导泵浦光朝第二表面4800传递。激光产生元件用以放大外部注入的微弱激光信号或产生由共振腔自发震荡形成的激光，激光产生元件包含激光增益材料4040，激光增益材料4040安装在第二表面4800旁且靠近泵浦轴的位置，用以接收及吸收从第二表面4800发出的泵浦光。
[0077]
详细而言，如图5所示，介电块4000的反射面中相面对二者呈楔形且其垂直泵浦轴的孔径渐缩，所述二相面对反射面中各者具有楔角(侧楔角)α；介电块4000的反射面中相面对另二者呈楔形且其垂直泵浦轴的孔径渐缩，所述另二相面对反射面中各者具有顶楔角β。激光增益材料4040安装于激光放大器中，并将激光增益材料4040输入端注入弱的输入激光4020放大产生其输出端强的输出激光4030。
[0078]
请参照第四实施例的图6，激光泵浦装置包含泵浦光源5010、介电块5000及激光产生元件。泵浦光源5010用以发出泵浦光，泵浦光源5010可为发光二极管、激光二极管或二者的组合。介电块5000具有泵浦轴并包含第一表面5700、第二表面5800及多个反射面，多个反射面沿泵浦轴设置于第一表面5700及第二表面5800之间。介电块5000用以接收泵浦光使之进入第一表面5700，并沿着被反射面围绕的泵浦轴，引导泵浦光朝第二表面5800传递。激光产生元件用以放大外部注入的微弱激光信号或产生由共振腔自发震荡形成的激光，激光产生元件包含激光增益材料5040，激光增益材料5040安装在第二表面5800旁且靠近泵浦轴的位置，用以接收及吸收从第二表面5800发出的泵浦光。
[0079]
详细而言，如图6所示，介电块5000的反射面中相面对二者呈楔形且其垂直泵浦轴的孔径渐缩，所述二相面对反射面中各者具有楔角(侧楔角)α；介电块5000的反射面中相面对另二者呈楔形且其垂直泵浦轴的孔径渐缩，所述另二相面对反射面中各者具有顶楔角β。激光增益材料5040安装于激光腔中，具体而言，激光腔镜5020设置于激光增益材料5040的输入端，输出耦合器5030设置于激光增益材料5040的输出端，借此建立由激光增益材料
5040发出的输出激光5050。
[0080]
请参照第五实施例的图7，激光泵浦装置包含泵浦光源6010、介电块6000及激光产生元件。泵浦光源6010用以发出泵浦光6030，泵浦光源6010可为发光二极管、激光二极管或二者的组合。介电块6000具有泵浦轴并包含第一表面6700、第二表面6800及多个反射面，多个反射面沿泵浦轴设置于第一表面6700及第二表面6800之间。介电块6000用以接收泵浦光6030使之进入第一表面6700，并沿着被反射面围绕的泵浦轴，引导泵浦光6030朝第二表面6800传递。激光产生元件用以放大外部注入的微弱激光信号或产生由共振腔自发震荡形成的激光，激光产生元件包含激光增益材料6040，激光增益材料6040安装在第二表面6800旁且靠近泵浦轴的位置，用以接收及吸收从第二表面6800发出的泵浦光6030。
[0081]
详细而言，介电块6000的反射面中相面对二者呈楔形且其垂直泵浦轴的孔径渐缩，各相面对反射面具有如图7所示的楔角α。激光增益材料6040安装在沿泵浦轴的反射镜6070之前以传递泵浦光6030，反射镜6070将泵浦光6030的未吸收部反射回激光增益材料6040，借此提升激光增益材料6040的泵浦吸收，其中反射镜6070具有曲率半径以将反射光聚焦到激光增益材料6040。
[0082]
请参照第六实施例的图8，激光泵浦系统包含泵浦光源7010、7012、介电块7100、7200、激光产生元件及其激光增益材料7040，泵浦光源7010连同介电块7100以及泵浦光源7012连同介电块7200分别设置于激光增益材料7040的二侧。
[0083]
泵浦光源7010用以发出泵浦光7130，泵浦光源7010、7012可为发光二极管、激光二极管或二者的组合。介电块7100具有泵浦轴并包含第一表面7700、第二表面7800及多个反射面，多个反射面沿泵浦轴设置于第一表面7700及第二表面7800之间。介电块7100用以接收泵浦光7130使之进入第一表面7700，并沿着被反射面围绕的泵浦轴，引导泵浦光7130朝第二表面7800传递。激光产生元件用以放大外部注入的微弱激光信号或产生由共振腔自发震荡形成的激光，激光产生元件包含激光增益材料7040，激光增益材料7040安装在第二表面7800旁且靠近泵浦轴的位置，用以接收及吸收从第二表面7800发出的泵浦光7130。泵浦光源7012用以发出泵浦光7230，介电块7200具有泵浦轴并包含第一表面7720、第二表面7820及多个反射面，多个反射面沿泵浦轴设置于第一表面7720及第二表面7820之间。介电块7200用以接收泵浦光7230使之进入第一表面7720，并沿着被反射面围绕的泵浦轴，引导泵浦光7230朝第二表面7820传递。激光增益材料7040安装在第二表面7820旁且靠近泵浦轴的位置，用以接收及吸收从第二表面7820发出的泵浦光7230。
[0084]
详细而言，介电块7100、7200中各者的反射面中相面对二者呈楔形且其垂直泵浦轴的孔径渐缩，各相面对反射面具有如图8所示的楔角α。介电块7100、7200分别对齐各自的泵浦轴，介电块7100、7200的泵浦轴止于(intercept)一点以汇聚泵浦光7130、7230。激光增益材料7040安装在泵浦光7130、7230汇聚的位置，以接收泵浦光7130、7230的最大泵浦。
[0085]
请参照第七实施例的图9，激光泵浦系统包含冷却装置8010、8020、激光产生元件及其激光增益材料8040、介电块8100、8200、8300、8400、8500、8600及其分别对应的泵浦光源，泵浦光源分别对应介电块8100、8200、8300、8400、8500、8600并用以分别发出泵浦光8130、8230、8330、8430、8530、8630，泵浦光源中各者可为发光二极管、激光二极管或二者的组合。冷却装置8010可为水冷装置，其附接于所有泵浦光源的背面，用以移除泵浦光源中产生的热。冷却装置8020具体上为水冷装置，其包覆激光增益材料8040，用以移除激光增益材
料8040中产生的热。或是，冷却装置8010、8020中各者可通过空气循环或珀耳帖热电冷却器(peltier thermoelectric cooler)辅助。借此，有助于消除泵浦光源及激光增益材料8040产生的热。
[0086]
详细而言，介电块8100、8200、8300、8400、8500、8600中各者的反射面中相面对二者呈楔形且其垂直泵浦轴的孔径渐缩，如图9所示。介电块8100、8200、8300、8400、8500、8600分别对齐各自的泵浦轴，介电块8100、8200、8300、8400、8500、8600的泵浦轴止于一点以汇聚泵浦光8130、8230、8330、8430、8530、8630于激光增益材料8040。激光增益材料8040安装在泵浦光8130、8230、8330、8430、8530、8630汇聚的位置，以接收泵浦光8130、8230、8330、8430、8530、8630的最大泵浦。第七实施例及其图9的激光泵浦系统的内容可参照前述第六实施例及其图8的激光泵浦系统，故第七实施例的激光泵浦系统的其他细节在此不再详述。
[0087]
虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。