[发明专利]双棱镜环形腔侧面泵浦板条固体激光器

说明书

技术领域

本发明属于固体激光器件领域，具体涉及一种双棱镜环型腔侧面泵浦板条固体激光器，采用两个三角形棱镜构成一个四程环型腔的双侧面泵浦板条固体激光器。

背景技术

20世纪80年代后期，随着激光二极管技术的重大突破，固体激光器得到强劲的发展，其应用领域不断地扩展。其中最为重要的是用激光二极管或激光二极管阵列泵浦固体激光器技术。这是一种高效率、长寿命、光束质量高、结构紧凑、小型化的新型固体激光器。目前在空间通讯、光纤通信、大气研究、环境科学、医疗器械、光学图象处理、激光打印机等高科技领域有着独具特色的应用前景。

与棒状增益介质相比，板条增益介质的冷却表面大，热负载能力优于棒。侧面泵浦是指泵浦光从侧面泵浦增益介质。侧面泵浦可以提供较大的泵浦功率密度，可以通过增加侧面泵浦激光二极管的密度或者增加泵浦长度来增加泵浦功率。但是由于泵浦光在晶体中是指数衰减的，所以侧面泵浦会引起板条增益介质在宽度方向上的增益不均匀，两侧的增益大于中心部分的增益，从而引起输出光束质量下降。为了提高泵浦光的利用效率、改善光束质量，国内采用的方法包括端面泵浦、角抽运等。但这些方法普遍存在泵浦光耦合结构复杂的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种双棱镜环型腔侧面泵浦板条固体激光器，该激光器应具有结构简单、紧凑、稳定性高的特点，并能有效地消除侧面泵浦引起的增益不均匀，得到较好光束质量的高功率激光输出。

本发明的技术解决方案是：

一种双棱镜环形腔侧面泵浦板条固体激光器，包括一板条状激光增益介质，简称为激光板条，特征在于其结构是以该激光板条为中心，在该激光板条的两大面分别贴设有第一板条冷却热沉和第二板条冷却热沉，在该激光板条的两侧面向外分别依次是第一透镜导管和第一激光二极管阵列，第二透镜导管和第二激光二极管阵列，所述的第一激光二极管阵列贴设在第一泵浦冷却热沉上，第二激光二极管阵列贴设在第二泵浦冷却热沉上，在所述的激光板条的一端是布儒斯特角等腰三角形棱镜，该布儒斯特角等腰三角形棱镜的顶角棱正对所述的激光板条，所述的激光板条的另一端是等腰直角三角形棱镜，该等腰直角三角形棱镜的底边靠近所述的所述的激光板条，在所述的布儒斯特角等腰三角形棱镜的倒向波输出方向并垂直于该倒向波光束设有一平面反射镜，或在所述的布儒斯特角等腰三角形棱镜的倒向波输出方向有种子激光器和光隔离器。所述的布儒斯特角等腰三角形棱镜的底边上的高度h与所述的激光板条的宽度w满足下列关系式：0.49w＜h＜1.45w。此时，所述的布儒斯特角等腰三角形棱镜和等腰直角三角形棱镜可以形成一个通过所述的激光板条的四程环形腔，并且激光板条宽度的利用率大于50％。

所述的布儒斯特角等腰三角形棱镜是两底角都是布儒斯特角的等腰三角形棱镜，且底边的一半区域镀p波全反膜，另一半区域镀有一定透过率的p波高反膜，使产生振荡的正向波和倒向波在这个区域得到输出，并且使输出的激光为线偏振光。

本发明利用布儒斯特角等腰三角形棱镜对光束做两次非手性对称翻转，即光束中靠近激光板条中心的一侧，翻转后靠近激光板条的边缘；利用等腰直角三角形棱镜对光束做两次手性对称翻转，即光束中靠近激光板条中心的一侧，翻转后依然靠近激光板条中心；这两个棱镜构成一个四程的环型腔，能够抵消侧面泵浦所引起的增益不均匀。

所述的布儒斯特角等腰三角形棱镜的底边一半区域镀p波全反膜，另一半区域镀有一定透过率的p波高反膜，使产生振荡的正向波和倒向波在这个区域得到输出。同时也对s波进行抑制，得到线偏振的激光输出。

所述的布儒斯特角等腰三角形棱镜的底边中心高度h与激光增益介质的宽度w之间最好满足如下关系式：h＝0.9703×w。可以充分地利用整个激光板条。

所述的平面镜将输出的倒向波沿原光路反射回激光板条，使该倒向波转变成正向波，从而实现对倒向波的抑制；

或者也可以去掉平面镜，在倒向波的输出光路上加入一个种子激光器和一个光隔离器，构成一个种子注入的环型腔激光器。

本发明具有以下优点：

1、采用的布儒斯特角等腰三角形棱镜对光束做两次非手性对称翻转，等腰直角三角形棱镜对光束做两次手性对称翻转，二者构成一个四程的环型腔，能够抵消侧面泵浦所引起的增益不均匀。