[发明专利]激光晶体径向非均匀掺杂控制泵浦光吸收分布的方法

权利要求书

1.激光晶体径向非均匀掺杂控制泵浦光吸收分布的方法，其特征是：光纤耦合激光二极管光纤输出端（1）输出的泵浦光经过耦合系统（2）的汇聚作用后，其光场分布（6）用高斯分布或平顶高斯分布；径向非均匀掺杂晶体的泵浦端面（10）镀泵浦光增透和振荡高反双层膜，输出镜（5）为平面镜，输出镜（5）与晶体泵浦端面（10）上的振荡光高反膜组成平平谐振腔；工作过程中，在晶体中形成的热透镜（3）可以简单等效为径向非均匀掺杂晶体泵浦端面（10）处的薄透镜，通过热透镜（3）的汇聚作用，谐振腔变为稳定腔；在泵浦光分布区域（6）和振荡光分布区域（7）确定的条件下，通过激光晶体的径向非均匀掺杂优化设计，实现泵浦光分布区域（6）与振荡光分布区域（7）的空间重合。

2.根据权利要求1所述的激光晶体径向非均匀掺杂控制泵浦光吸收分布的方法，其特征是：所述的径向非均匀掺杂晶体是径向阶梯掺杂晶体（8），晶体轴线中心区域均匀掺杂，晶体轴线中心区域与振荡光直径相当，外侧环形区域无掺杂；在泵浦光分布确定的情况下，通过改变阶梯掺杂晶体（8）的掺杂浓度和掺杂范围，实现对于增益区域及温度分布的控制；掺杂浓度选取0.1%至1%，原则上泵浦功率越高，应当选择较低掺杂浓度晶体，从而可减弱泵浦端面处的热源强度，掺杂范围与谐振腔基模光束横向分布范围相当。

3.根据权利要求1所述的激光晶体径向非均匀掺杂控制泵浦光吸收分布的方法，其特征是：所述的径向非均匀掺杂晶体亦可是优化设计的径向连续掺杂晶体（9），在泵浦光分布确定情况下，通过径向连续掺杂浓度分布优化设计，可实现对晶体增益分布及热源分布的控制。

4.根据权利要求1所述的激光晶体径向非均匀掺杂控制泵浦光吸收分布的方法，其特征是：所述的掺杂晶体为稀土掺杂固体激光介质Nd:YAG或Nd:YVO₄。

5.根据权利要求1所述的激光晶体径向非均匀掺杂控制泵浦光吸收分布的方法，其特征是：所述的径向非均匀掺杂优化设计的依据为晶体稳态温度分布的计算结果，评判标准是在保证增益集中在谐振腔基模范围的条件下，使得晶体径向温差尽可能小，减弱热透镜效应。