[发明专利]一种固体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种端面泵浦和侧面泵浦技术相结合的固体激光器，属于激光技术与器件领域。

背景技术

现有激光二极管泵浦固体激光器(Laser-Diode pumpedsolid-state laser，简称DPSSL)大致有两种泵浦方式。一种是端面泵浦又称纵向泵浦，激光介质中的热效应比较严重，并且激光介质的热开裂问题极大地限制着端面泵浦激光器的最大输出功率，受到其自身的空间局限，一般只应用在中低功率水平范围；另一种是侧面泵浦又称横向泵浦，其激活区位于激光晶体边缘，腔内易出现多横模振荡，输出光束质量差，基横模效率不高，特别是以Nd:YAG为激光介质的侧面泵浦模块产品，输出激光为非线偏振光，不利于高效的非线性频率变换。目前的DPSSL一般都是单独采用端面或侧面泵浦方式，无法克服上述各自的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提出一种泵浦方式为端面泵浦和侧面泵浦相结合的固体激光器。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决：

这种固体激光器，包括谐振腔。

这种固体激光器的特点是：

在所述谐振腔中同时设有至少一个端面泵浦装置和至少一个侧面泵浦装置，所述谐振腔中的振荡激光同时由端面泵浦增益介质和侧面泵浦增益介质的受激光放大产生；

所述端面泵浦装置的增益介质和侧面泵浦装置的增益介质处在同一谐振腔光轴上，从而共同对谐振腔中的振荡激光提供增益。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：

所述端面泵浦装置的激光介质是发射线偏振激光的激光介质，包括掺钕钒酸钇(Nd:YVO₄)晶体、掺钕钒酸钆(Nd:GdVO₄)晶体、掺钕钒酸镥(Nd:LuVO₄)晶体、掺钕氟化钇锂(Nd:YLF)晶体、掺钕铝酸钇(Nd:YAP)晶体。

所述侧面泵浦装置的激光介质包括掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)晶体、Nd:YAP晶体、多晶Nd:YAG陶瓷、钕玻璃。

所述端面泵浦装置，包括单端泵浦装置、双端泵浦装置。

所述端面泵浦装置的泵浦源，包括激光二极管、光纤耦合半导体激光系统或者其它激光光源。

所述侧面泵浦装置的泵浦源，包括激光二极管阵列、闪光灯。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明通过谐振腔中端面泵浦激光介质和侧面泵浦激光介质受激光放大之间的相互关联性，兼具端面泵浦方式和侧面泵浦方式各自的优点，具有较高的转换效率、输出光束质量和线偏振度，而且弥补了它们各自的缺陷。其输出激光功率主要来自于侧面泵浦装置，端面泵浦装置输出功率不需要很高，但它给侧面泵浦装置提供了具有较高光束质量和线偏振度的种子光，激发侧面泵浦装置输出高光束质量和线偏振度的激光，进而可以提高其转换效率，极大地提高输出功率，还相应降低了端面泵浦激光介质所需要承受的高热应力，避免发生热开裂问题，激光器的最大输出功率不再受端面泵浦激光介质的热开裂制约。如果与非线性光学、调Q元器件组合，本发明可以广泛应用于大功率的非线性变频(包括倍频、和频、差频、拉曼频移、光参量振荡和放大)激光器和脉冲激光器件中。

附图说明

图1是本发明具体实施方式一的固体激光器的组成示意图；

图2是本发明有三个侧面泵浦激光装置的固体激光器的组成示意图；

图3是本发明具体实施方式二、三的固体激光器的组成示意图；

图4是本发明具体实施方式四的固体激光器的组成示意图。

具体实施方式

具体实施方式一

如图1所示激光二极管端面泵浦和侧面泵浦相结合的1064nm波长固体激光器，1为光纤耦合输出的半导体激光系统的光纤输出端，输出808nm波长泵浦光。2为泵浦光聚焦耦合系统，将泵浦光聚焦于激光介质4内部。3为激光器谐振腔的泵浦端腔镜，可以为平面镜、平凸镜或平凹镜，镀对808nm高透和1064nm高反的介质膜。端面泵浦激光介质4可以为Nd:YVO₄晶体或Nd:GdVO₄晶体。1、2和4组成端面泵浦装置。5为激光二极管阵列侧面泵浦Nd:YAG晶体激光模块。6为谐振腔的输出镜，可以为平面镜、平凸镜或平凹镜，镀对1064nm的部分反射介质膜。4和5处于由3和6组成的谐振腔的光轴上。4和5产生的1064nm激光通过6输出到腔外。