[发明专利]泵浦辐射装置和用于泵浦激光活性介质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泵浦辐射装置，其包括：用于产生泵浦辐射的泵浦辐射源以及用于泵浦辐射源的波长稳定化的装置，例如以光栅结构的形式。本发明也涉及一种用于泵浦激光活性介质的方法，其包括以下步骤：借助泵浦辐射源产生泵浦辐射、例如借助光栅结构稳定化泵浦辐射的波长以及借助泵浦辐射泵浦激光活性介质。

背景技术

由WO 2006/025849 A2已知一种用于高的辐射功率的辐射源，所述辐射源包括作为泵浦辐射源的半导体二极管激光器和具有光栅结构的反射体。反射体与半导体二极管激光器光学连接并且如此与二极管激光器的输出射束对准，使得输出射束中的辐射的一部分由反射体反射回到二极管激光器中。

借助在WO 2006/025849 A2中所描述的辐射源产生的(从反射体透射的)激光辐射可以充当作用于泵浦激光活性介质的泵浦辐射。所述激光活性介质通常具有非常窄的吸收线，即具有非常窄的波长范围，在所述波长范围中吸收泵浦辐射。对于激光活性介质的泵浦而言，泵浦辐射的一部分的与波长相关的至泵浦辐射源的反馈是有利的，因为在此发生所发射的波长的稳定化，从而泵浦辐射的从反射体透射的部分具有比在没有所述稳定化的情形下窄带得多的频谱。因此，可以通过反射体提高泵浦效率，因为由激光活性介质接收的泵浦辐射的部分增加。

对于有效的泵浦而言，泵浦辐射穿过激光活性介质的路径也应当尽可能长，以便提高吸收。然而，激光活性介质中的长的射束路径可能引起热效应，所述热效应导致由活性介质产生的或者放大的激光辐射的射束质量的变差。此外，所产生的或者所增强的激光辐射的射束质量应当比泵浦辐射的射束质量高得多，从而在类似的射束腰部中泵浦辐射显著更强地离散，并且因此保证泵浦辐射和激光辐射的好的在空间上的重叠并且因此保证从泵浦辐射到激光辐射的仅仅在短的路程上的有效的能量转移。此外，对于许多激光器或者放大器而言，由于其他原因在活性介质内的长的路径长是不利的，因此例如对于超短脉冲激光器主要干扰线性的色散和/或在高的峰功率时干扰介质的非线性度(例如自身相位调制、四波混频、拉曼和布里渊散射(Raman-oder Brillouin-Streuung))。因此，尤其在激光晶体中也在激光玻璃中、例如作为光纤激光器中的激光活性介质的放大器光纤，尽可能如此短地选择激光介质中的路径路程并且实现泵浦辐射的多重通路或者多个侧的泵浦。优选地，泵浦辐射可以在端镜上反射回自身，因此泵浦辐射的没有由激光活性介质吸收的部分被反射回泵浦辐射源，因此实现穿过激光介质的双重传播路径并且最大化吸收效率。

然而，尽管窄带地反射波长的反射体，从反射体透射的经波长稳定化的泵浦辐射在波长范围中通常也具有没有由或者仅仅弱地由激光活性介质吸收的频谱部分。所不期望的频谱部分由端镜反射回泵浦辐射源，尤其当在高的辐射功率的情况下运行泵浦辐射装置时，主要当例如在三级激光介质或者准三级激光介质中由于激光介质的增加的反转使吸收减弱(ausbleichen)，这尤其在所谓的零声子吸收线(Zero-Phonon-Absorptionslinie)中发生(例如，在Yb:YAG的情况下969纳米，或者在Yb:Lu₂O₃的情况下976纳米)，然而出现以下问题：所不期望的反射回来的频谱部分导致泵浦辐射源的不稳定化，从而泵浦辐射的从反射体透射的频谱不希望地扩宽。尽管反射体，泵浦辐射频谱与激光活性介质的吸收频谱的偏离降低泵浦辐射装置的效率，从而激光器的或者放大器的输出功率不能如所期望的那样增加。

发明内容

本发明的任务是，如下扩展用于泵浦激光活性介质的泵浦辐射装置和方法：尤其在高的泵浦功率的情况下也保证高的效率。

发明的主题

根据本发明，所述任务通过开始时所描述类型的泵浦辐射装置来解决，所述泵浦辐射装置还包括：由泵浦辐射双向穿过的激光活性介质、用于将没有由激光活性介质吸收的泵浦辐射沿着基本相同的光程或者射束路径反射回泵浦辐射源的逆反射体以及用于通过滤除没有由激光活性介质吸收的泵浦辐射的不期望的频谱部分来防止泵浦辐射源的波长不稳定化的波长选择性元件。例如借助相应的装置、尤其光栅结构进行波长稳定化的一个或者可能多个激光二极管可以用作泵浦辐射源。波长选择性元件可以根据设计来透射或者反射泵浦辐射的不期望的频谱部分。