[实用新型]高峰值功率激光二极管泵浦固体激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光器，特别是高峰值功率激光二极管泵浦固体激光器。

背景技术

激光二极管泵浦固体激光器在泵浦功率比较小的条件下，泵浦激光对介质端面虽然存在增益分布不均匀的问题，但对输出激光强度的影响较小，一般不需要采取特殊措施进行控制。但是，对于大功率端面泵浦，这种增益分布，特别是由于吸收引起的纵向分布不均匀对激光光束质量的影响将会非常严重。

通常端面泵浦DPL的泵浦光吸收主要集中于激光晶体中比较狭小的区域，如果不采取措施，当泵浦功率增加时热效应会加剧非轴对称性，其热透镜空间效应会导致谐振腔中振荡光光路变化，引起谐振腔失谐，严重的热效应将降低激光晶体的发射截面，甚至损坏激光晶体。

另外在大泵浦功率中，不可避免地会引起激光器低阶模的振荡，众多的非低阶模会严重影响振荡光的光束质量。为了保证激光器运行于低阶模，需要对高阶模进行限制，这种限制对振荡光的功率又不能产生削弱，因此需要发展专门的技术来实现这一点。

重复频率10kHz，脉冲宽度约6ns，峰值功率210kw的1.06μm DPL激光器，需要将激光介质高达100W～150W的热耗有效散出。热耗产生的范围集中于激光介质没长度方向0.5～2mm一个区域。为了保证激光介质的正常工作，这个区域内激光介质的温度不能过高。这就要求实行有效的高热耗密度散热。

通常情况下，端面泵浦的热效应主要集中于泵浦端面，在大功率端面泵浦条件下，泵浦光在晶体内纵向吸收不均匀性将显得格外显著，在输入端可能产生饱和效应，而在另一端泵浦光却很微弱，泵浦光吸收不均匀性将引起热效应空间不均匀，这种热效应的纵向不均匀不但会破坏激光谐振腔的稳定性，严重时还可能损坏激光晶体。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高峰值功率激光二极管泵浦固体激光器，以便保证对泵浦光的控制时，确保球面结构不会对热透镜调节振荡光的功能产生影响、同时限制高阶模产生。

本实用新型的目的是这样实现的，设计一种高峰值功率激光二极管泵浦固体激光器，它包括激光二极管泵浦光源1、泵浦光输入耦合单元2、谐振腔3和调Q单元9，其特征是：谐振腔3中有多个激光晶体，激光晶体和激光晶体之间有用于整形和耦合前一级晶体输出泵浦光的光学耦合单元。

所述的光学耦合单元10是汇聚透镜11。

所述的光学耦合单元10是热透镜13。

所述的光学耦合单元10是非成像光学耦合元件12。

所述的谐振腔3中多个激光晶体中的前一级晶体输出端面直径小于后一级晶体的输入端面直径。

所述的激光晶体输入端面中间带平面，平面四周通过弧度过渡到晶体周边。

所述的汇聚透镜11是后一级晶体输入端的球形端面和晶体输入端面产生的热透镜，构成一个半自洽的透镜组或是后一级晶体输入端的平面和晶体输入端面产生的热透镜13，构成一个半自洽的透镜组。

本实用新型的特点是：由于本实用新型将激光介质分为掺杂浓度不同的多个激光晶体，多个激光晶体的掺杂浓度各不相同，由左向右，沿泵浦光的传播方向，掺杂浓度依次递增，保证整个晶体群内吸收均匀和稳定。采用阶梯泵浦技术，空间的热透镜可以看成一系列的透镜组。每个热透镜的焦距可以通过晶体的摻杂浓度控制晶体的热效应来调节，激光晶体之间的距离可以通过晶体之间的非成像光学整形元件来调节。在激光晶体的端面拟采取中间带平面，平面四周通过弧度过渡到晶体周边。这样既保证了对泵浦光的控制，也确保了球面结构不会对热透镜调节振荡光的功能产生影响。同时也起到了限制高阶模的效果。

附图说明

下面结合实施例附图对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型实施例结构示意图；

图2是实施例1结构示意图；

图3是实施例2结构示意图；

图4是实施例3结构示意图；

图5是实施例4结构示意图；

图6是实施例5结构示意图。

图中：1、激光二极管泵浦光源；2、泵浦光输入耦合单元；3、谐振腔；4、第一谐振镜；5、第二谐振镜；6、第一晶体；7、第二晶体；8、第三晶体；9、调Q单元；10、光学耦合单元；11、汇聚透镜；12、非成像光学耦合元件；13、热透镜；14、导光镜。

具体实施方式