[发明专利]复合晶体、高功率双端泵浦装置

说明书

本发明涉及一种复合晶体，由多段不同掺杂浓度的Nd:YAG晶体键合而成；所述复合晶体的掺杂浓度分布为：边缘向中间方向逐渐增大，即两侧边缘的侧边晶体浓度最小，中间晶体浓度最大。晶体的导热和机械性能非常好，特别适合进行高功率泵浦。一种高功率双端泵浦装置，包括上述复合晶体；第一泵浦源；第二泵浦源；第一双色镜，其反射率大于99.5%，并且其透过率大于95%；第二双色镜其反射率大于99.5%，其透过率大于95%；第三双色镜，其透过率大于95%；第四双色镜，其透过率大于95%。本发明的双端面泵浦可以适合进行高功率泵浦。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种复合晶体、高功率双端泵浦装置。

背景技术

双端面泵浦结构是激光振荡器和放大器常用的一种泵浦结构，成熟的可用于双端面泵浦的增益介质有Nd:YVO₄晶体、Yb:YAG晶体和Nd:YAG晶体，已有专利202110757616.3和专利202110339538.5分别对基于Nd:YVO₄晶体和Yb:YAG晶体的双端面泵浦结构进行了描述。

事实上这三种激光增益介质各有优势和劣势，Nd:YVO₄晶体增益高，但是晶体导热和机械性能差，适用于低功率工作，一般单个Nd:YVO₄晶体的泵浦功率不超过200W；Yb:YAG晶体增益光谱很宽，常用于放大飞秒激光，但是其准三能级的特性要求泵浦功率密度很高，一般端面泵浦单个Yb:YAG晶体的泵浦功率不超过300W。

端面泵浦结构如果单个晶体的泵浦功率超过300W，依然会有强烈的热效应，极端情况下会导致晶体破裂，泵浦功率超过300W端面泵浦结构目前依然是激光行业的难点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种复合晶体以及高功率双端泵浦装置，解决以往双端泵浦在高功率（大于300W）作业环境下，因晶体不能适应较强的热效应，致使晶体破裂的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面：

提供一种复合晶体，由多段不同掺杂浓度的Nd:YAG晶体键合而成；所述复合晶体包括

中间晶体；以及

多对侧边晶体，各对侧边晶体在中间晶体两侧做对称设置；

所述复合晶体的掺杂浓度分布为：边缘向中间方向逐渐增大，即两侧边缘的侧边晶体浓度最小，中间晶体浓度最大。

进一步的，所述侧边晶体的数量为两对，分别为：

一对第一侧边晶体，对称设置在中间晶体两侧；

一对第二侧边晶体，对称设置在第一侧边晶体两侧；

所述中间晶体的掺杂浓度为0.3～0.7%；

所述第一侧边晶体的掺杂浓度为0.03～0.3%；

所述第二侧边晶体的掺杂浓度为0%。

进一步的，所述侧边晶体的数量为三对，分别为：

一对第一侧边晶体，对称设置在中间晶体两侧；

一对第二侧边晶体，对称设置在第一侧边晶体两侧；

一对第三侧边晶体，对称设置在第二侧边晶体两侧；

所述中间晶体的掺杂浓度为0.4～0.9%；

所述第一侧边晶体的掺杂浓度为0.2～0.4%；

所述第二侧边晶体的掺杂浓度为0.03～0.2%；

所述第三侧边晶体的掺杂浓度为0%。

进一步的，所述中间晶体和侧边晶体的长度均大于5mm，直径均为3～8mm；

所述复合晶体的总长为40～250mm。

进一步的，还包括