[实用新型]一种非键合或烧结的侧泵浦圆片增益模块结构

说明书

本实用新型提供了一种非键合或烧结的侧泵浦圆片增益模块结构，该方案包括有冷却器、圆片激光介质、锥形波导结构和激光二极管阵列；圆片激光介质和锥形波导结构设置在冷却器上；锥形波导结构围绕连接在圆片激光介质的外侧面；锥形波导结构的外侧面上设置有激光二极管阵列；锥形波导结构与激光二极管阵列的连接端为入射端；锥形波导结构与圆片激光介质连的连接端为出射端；锥形波导结构的入射端口径大于出射端的口径。该方案能够大幅提高圆形激光介质侧泵浦的耦合效率，消除了圆形激光介质传统侧面泵浦需要键合或烧结锥形波导的技术难题。同时，波导也有很好的匀化效果，提高泵浦均匀性，减小圆形激光介质热加载时的光学畸变。

技术领域

本实用新型涉及的是高功率固体激光器领域，尤其是一种非键合或烧结的侧泵浦圆片增益模块结构。

背景技术

随着激光二极管泵浦固体激光器向高技术应用领域的持续推进，对激光器的功率水平和光束质量都提出了越来越高的要求。片状增益介质易于实现一维高效冷却，有利于控制激光器内部的热畸变，采用片状激光介质是研制高功率和高光束质量激光器的有效途径。

片状激光介质主要有板条和圆片两种构型，板条片状增益介质的输出光斑不是对称结构，水平和垂直方向的光参数不同，由此增加了板条激光器研制及应用的复杂性。圆片激光介质显然不存在上述缺点，圆片激光介质的冷却结构都是相同的，即通过端面进行高效冷却，而泵浦方式则分为端泵浦和侧泵浦两种。

端泵浦方式易于实现，是现行圆片激光器的主流泵浦结构，由于圆片激光介质的后端面已用于微通道冷却，只留前端面同时用于泵浦和激光振荡放大，由此，泵浦光路和激光振荡放大光路处于同一空间区域，两者的光学元器件极易相互干涉，很难实现紧凑化设计，致使两个光路系统占用庞大的空间，光路调节复杂，尤其是高功率激光器需多片激光介质串接，相互干涉的问题就更为突出，激光器的紧凑化，可靠性和可维护性都面临很大挑战。

侧泵浦方式是将泵浦光路和激光振荡放大光路分开到不同的空间区域，即激光二极管改为从圆片激光介质的侧泵浦，避开了端泵浦方式的不足，但圆片激光介质的侧面很薄，且侧面是经打毛处理的圆弧面，很难实现激光二极管阵列的高效泵浦。现行的方法是在圆片激光介质的侧面键合或烧结锥形波导，由锥形波导将激光二极管阵列发射的泵浦光导入到圆片激光介质中，该结构简单紧凑，但在很薄的圆弧面键合或烧结锥形波导的技术难度极大，成本也很高。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种非键合或烧结的侧泵浦圆片增益模块结构，该方案能够大幅提高圆形激光介质侧泵浦的耦合效率，消除了圆形激光介质传统侧面泵浦需要键合或烧结锥形波导的技术难题。同时，波导也有很好的匀化效果，提高泵浦均匀性，减小圆形激光介质热加载时的光学畸变。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

一种非键合或烧结的侧泵浦圆片增益模块结构，包括有冷却器、圆片激光介质、锥形波导结构和激光二极管阵列；圆片激光介质和锥形波导结构设置在冷却器上；锥形波导结构围绕连接在圆片激光介质的外侧面；锥形波导结构的外侧面上设置有激光二极管阵列；锥形波导结构与激光二极管阵列的连接端为入射端；锥形波导结构与圆片激光介质连的连接端为出射端；锥形波导结构的入射端口径大于出射端的口径。

作为本方案的优选：锥形波导结构由上盖板、窗口镜片以及冷却器组成；窗口镜片设置在冷却器的外边缘，且窗口镜片的高度高于圆片激光介质的厚度；上盖板覆盖在圆片激光介质外缘至窗口镜片的顶端的区域上；上盖板的下表面与窗口镜片的内侧以及冷却器的上表面形成的空腔中注入有匹配液；激光二极管阵列设置在窗口镜片的外侧面。

作为本方案的优选：匹配液与圆片激光介质的折射率相同。

作为本方案的优选：上盖板的外缘形状为正多边形；冷却器的外缘形状与上盖板的外缘形状相匹配；冷却器的每个边上都设置有一个窗口镜片；所述每个窗口镜片的外侧面上都设置有一组激光二极管阵列。