[发明专利]无聚焦/光学器件的细长固态激光器的激光二极管侧面泵浦

说明书

技术领域

本发明涉及一种侧面泵浦激光器。

背景技术

侧面泵浦激光系统是这样的一种激光系统，其中泵浦辐射沿着平行于增益介质的纵向轴线延伸的增益介质的一个侧面从泵浦源提供到细长的增益介质，即泵浦辐射以垂直于光束轴线的方式提供。

然而，这种侧面泵浦的激光系统由于光源和增益介质之间的泵浦辐射的发散而通常是低效的。为了解决这一问题，在本领域的常见做法是在泵浦源和增益介质之间设置各种光学元件，诸如柱面透镜和聚焦的光学器件，以便使得光束聚焦或准直。然而，这增加了成本，并且会潜在地导致对准问题。

本发明的至少一个实施例的目的在于提供一种改进的侧面泵浦的激光器。本发明的至少一个实施例的目的在于消除或缓解现有技术所具有的至少一个问题。具体地，本发明的至少一个实施例的目的在于提供一种更紧凑的和/或耐用的和/或可靠的和/或低成本的侧面泵浦激光器。

发明内容

根据本发明的第一方面为一种侧面泵浦激光器，其包括：

设置于输出耦合器和对立反射器之间的细长的增益介质；以及

泵浦源，其配置成沿着增益介质的一个侧面或纵向轴线将辐射提供给增益介质。

激光器可配置成使得来自泵浦源的辐射直接入射到增益介质上，即来自泵浦源的光可无需通过其它光学器件而入射到增益介质上，光学器件诸如柱面透镜和/或聚焦光学器件。

泵浦源可设置成与增益介质相接触、相邻或邻近。例如，泵浦源可设置成在离增益介质的2毫米以内、优选在离增益介质的1毫米以内以及最优选在离增益介质的0.2毫米以内。泵浦源和增益介质可紧密耦合。

泵浦源可包括光源，诸如激光二极管，并且辐射可包括光。泵浦源可包括光源阵列。泵浦源(例如阵列)可沿着增益介质长度的至少一部分和可选地全长来延长或延伸。

激光器可配置成使得来自所述泵浦源的由增益介质所接收的光是发散的，例如泵浦辐射可以是锥形的。激光器可配置成使得所述泵浦辐射是非聚焦的。

增益介质可包括铒镱掺杂的玻璃杆。然而，应当理解的是也可以使用其它增益介质。

增益介质可包括具有非圆形的或非曲线形的横截面的杆，诸如四边形的横截面，所述杆例如为方形截面的杆。四边形的横截面更适合于锥形泵浦辐射。此外，泵浦光束不聚焦到增益介质内的特定点，导致更均匀的泵浦和改进的激光输出特性。

增益介质可包括输入表面，其可包括增益介质的平坦输入面。输入表面可沿着增益介质的侧面或纵向表面延伸，并且可选地沿增益介质的长度延伸。输入表面可与泵浦源相对应。输入表面可设置成面向泵浦源和/或与泵浦源邻近、接近和/或与泵浦源相接触。以这种方式，输入表面可布置为接收来自泵浦源的泵浦辐射。输入表面可包括增益介质的置换的、变平的、成形的或去除的边缘、角或顶点，诸如方形横截面的角。输入表面可小于300微米宽，优选小于200微米宽，以及最优选小于100微米宽。

增益介质可设置有反射性涂层。反射性涂层可以是热传导的。反射性涂层可包括金属涂层，优选为金涂层。金涂层可有利地提供良好的反射率和热导率。反射性涂层可设置于增益介质的长的面或表面(即侧面)上。输入表面可不涂覆有反射性涂层(换言之，输入表面可保留为透明的)，或者可被涂覆以减少入射泵浦光束的反射。

侧面泵浦激光器可配置成使得泵浦辐射与单个TEM00模的体积相匹配。

增益介质的掺杂可适于导致对应于增益介质至少一个尺寸的光束光斑尺寸和/或适于控制光束的功率密度，例如，以便避免对敏感性的光学器件或涂层造成光学损伤。

激光器可包括Q开关，诸如被动Q开关。被动Q-开关可与对立反射器或输出耦合器集成。

对立反射器可包括高反射性涂层，例如电介质涂层。对立反射器或输出耦合器可设置于增益介质的末端和/或Q开关的外表面上。

激光器可包括用于接纳所述激光器的一个或多个组件的壳体和/或容器。壳体和/或容器可容纳或配置成接纳增益介质、泵浦源、对立反射器、输出耦合器和/或Q开关。

增益介质和/或Q开关和/或泵浦源和/或壳体或容器的至少一个尺寸和可选地最大尺寸可小于5厘米，优选小于3厘米，以及最优选小于或等于2厘米。

泵浦源可包括驱动电子器件和/或控制器或可与驱动电子器件和/或控制器连接或通信。驱动电子器件和/或控制器可设置于壳体和/或容器内或设置至于壳体和/或容器的外部。

增益介质、泵浦源和/或Q开关可由壳体和/或容器支撑和/或邻接所述壳体和/或容器。壳体和/或容器的尺寸可以为与增益介质、泵浦源、驱动电子器件和/或控制器和/或Q开关的至少一个组合尺寸相对应。