[实用新型]一种固体激光泵浦源及泵浦结构

说明书

本实用新型公开了一种固体激光泵浦源及泵浦结构，属于固体激光泵浦领域，本实用新型包括依次设置的固体激光泵浦源、准直透镜、会聚透镜、晶体，所述固体激光泵浦源、准直透镜、会聚透镜均正对所述晶体一侧端面，所述固体激光泵浦包括激光发射耦合模块、光纤束阵列，所述光纤束阵列包括至少一圈的圆环光纤阵列，所述光纤束阵列泵浦时输出的泵浦光斑为点阵光斑。本实用新型用于固体激光器端面泵浦。

技术领域

本实用新型属于固体激光泵浦领域，具体涉及到一种端面泵浦用的泵浦结构。

背景技术

现有技术的固体激光器端面泵浦中的技术方案是：通过半导体激光器输出的波长小于1 微米的激光，通过端面泵浦的方式泵浦固体激光器晶体，发出1064纳米的激光，经过倍频形成绿光输出，或经过3倍频形成紫外激光输出。固体激光器的晶体的工作物质通常是渗杂Nd、Yb等物质的YAG晶体或是YVO4晶体。

参考图1，半导体激光器激光从芯片发出，先经过整形、合束、耦合进一根光纤1，光纤1芯径一般是在50微米到800微米之间，从单根光纤1输出的光束在固体激光器的光学结构中，经过准直透镜2及会聚透镜3，投射到固体激光器的晶体4的一端端面的中间区域，在晶体4中间直径约为1毫米的圆锥体内以较小的发散角向前传输，在向前传输过程中被晶体吸收后，晶体工作物质发射1064纳米的激光。

从单根光纤输出的半导体激光，一般是中间强周边弱的高斯分布。高斯分布的泵浦光束整形并聚焦后形成的光斑尺寸与激光谐振腔振荡光斑尺寸接近，通常在1毫米左右或更小些，它在固体激光器的晶体棒中形成的不是一个均匀光束，而是中央轴线上最强，沿晶体棒的径向减弱的光强度不均匀分布的光束。该光强不均匀分布的光束导致在高功率泵浦时，工作物质吸收效率与发热密度都不均匀，光光转换效率不高，晶体中余热大，热分布不均匀且中央过热。对固体激光器的腔形设计及散热设计要求更高，做高功率固体激光器时，必然出现晶体过热损伤情况，从而使得固体激光器功率提高受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术中的上述问题，提供一种固体激光泵浦源及泵浦结构，转换泵浦光的输出激光分布，从中间强周边弱的高斯分布，转换为均匀平顶分布的阵列光束输出光源，这种光源经过固体激光器中的光学元件进行光学处理后，在晶体中形成与激光谐振腔振荡光斑尺寸一致且强度均匀分布的光束，从而提高晶体对泵浦光的吸收效率，提高固体激光器的光光转换效率，废热更少，功率可以做地更高。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种固体激光泵浦结构，包括依次设置的固体激光泵浦源、准直透镜、会聚透镜、晶体，所述固体激光泵浦源、准直透镜、会聚透镜均正对所述晶体一侧端面，所述固体激光泵浦包括激光发射耦合模块、光纤束阵列，所述光纤束阵列包括至少一圈的圆环光纤阵列，所述光纤束阵列泵浦时输出的泵浦光斑为点阵光斑。

一种固体激光泵浦源结构，包括激光发射耦合模块、光纤束阵列，光纤束阵列包括至少一圈的圆环光纤阵列；所述光纤束阵列泵浦时输出的泵浦光斑为点阵光斑。

优选的，激光发射耦合模块包括若干个单管激光器芯片、光纤端面透镜，光纤端面透镜的端面设置为楔形弯曲；每个单管激光器芯片发出的激光经过光纤端面透镜耦合后进入光纤束阵列中的对应的单根光纤中。

优选的，激光发射耦合模块包括若干组单管激光器芯片组、常规合束装置、聚焦透镜，单管激光器芯片组包括若干个单管激光器芯片，每组单管激光器芯片组发出的激光依次经过常规合束装置合束、聚焦透镜聚焦到光纤束阵列中对应的单根光纤中。

优选的，激光发射耦合模块包括平行激光发射阵列、微透镜阵列，激光发射阵列发出的平行光束经过微透镜阵列汇聚耦合到光纤束阵列中的对应的单根光纤中。