[发明专利]一种双腔激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，尤其是涉及双腔结构的激光器。

背景技术

在激光领域特别是固体激光器领域，很多激光增益介质由于存在吸收截面小和上能级寿命短等问题，而使其激光器阈值较高，泵浦效率较低，通常需要采用较大功率的泵浦源，特别是对于吸收较小的微片或超薄增益介质，大部分泵浦光都将得不到有效利用，这无疑限制了很多激光材料和激光器的应用。为解决上述问题，正如美国专利说明书US5289482、US6898230中描述的，采用腔内泵浦的形式来提高对泵浦光的吸收效率。其中专利US6898230采用将LD(半导体激光器)作为双腔激光器的内腔之一的方法来实现，结构如图1所示。其采用侧面泵浦的方式，其中102为激光增益介质，106为LD，101与103构成激光增益介质腔，104与105构成LD激光腔，且101与105构成泵浦光振荡腔，LD发出的泵浦光将被增益介质吸收，一次通过未被吸收的泵浦光将在101与105构成的腔中往复振荡，并最终为增益介质吸收，从而提高了增益介质对LD能量的吸收效率，并降低对LD泵浦源的要求。该专利基本采用侧面泵浦的形式且只对LD泵浦光进行一般的准直，通常LD光束准直直径较大，所以该结构只适用较大模体积的激光腔，而且多限于侧面泵浦方式，其激光器结构调整亦较困难，而降低其实用价值。

发明内容

针对其不足，本发明提出一种新的可充分利用LD作为泵浦源的双腔结构激光器。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的激光器的谐振腔采用腔内泵浦的双腔结构，LD与激光增益介质及相应第一光学元件构成第一谐振腔，激光增益介质与其它第二光学元件构成第二谐振腔；利用透镜将LD泵浦光聚焦于激光增益介质中进行端面泵浦，产生的激光在所述的第二谐振腔中振荡，同时未被吸收的泵浦光将在所述的第一谐振腔中往复振荡，并最终被激光增益介质吸收。

所述的第二谐振腔可以由分离元件构成分离结构的谐振腔，也可以由各光学元件通过胶合、光胶或深化光胶构成一体结构的微片式谐振腔。

所述的第一谐振腔的LD构成腔可以是外腔式结构，也可以是在LD后端面镀增透膜与所述光学元件构成。所述的第一谐振腔的LD可以采用单个LD或LD阵列，通过普通光学准直系统构成，也可以是含有光纤耦合器的光学耦合系统与光学元件构成。

所述的激光增益介质晶体做成薄盘片状，LD泵浦光从该薄片一侧斜射入，未被激光增益介质晶体吸收的泵浦光被其反射，在薄片另一侧的合适位置放置另一片腔片使LD泵浦光反射回去，进而泵浦光形成振荡。可用于泵浦高功率盘片式激光器及制作宽温激光器等。

所述的双腔激光器可以加入其它光学元件如倍频晶体，调Q晶体等，获得连续，脉冲或准连续的基波光或倍频光输出。

本发明采用上述技术方案，公开了一种新型的可充分利用LD作为泵浦源的双腔结构激光器，用于降低激光增益介质振荡阈值和提高其对泵浦光的吸收效率，特别是对那些吸收系数较小，且介质的厚度较薄的激光增益介质。

附图说明

图1是美国专利US6898230的双腔激光器结构示意图；

图2(a)是本发明的第一实施例的结构示意图；

图2(b)是本发明的第二实施例的结构示意图；

图2(c)是本发明的第三实施例的结构示意图；

图3是本发明的第四实施例的结构示意图；

图4(a)是本发明的第五实施例的结构示意图；

图4(b)是本发明的第六实施例的结构示意图；

图4(c)是本发明的第七实施例的结构示意图；

图4(d)是本发明的第八实施例的结构示意图；

图4(e)是本发明的第九实施例的结构示意图；

图4(f)是本发明的第十实施例的结构示意图；

图5是本发明的第十一实施例的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图说明和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明采用双腔激光器结构，包括LD泵浦系统，光学耦合系统及谐振腔。作为泵浦光的LD与激光增益介质后端腔镜构成第一谐振腔，激光增益介质前端腔镜和后端腔镜形成第二谐振腔。利用透镜将LD泵浦光进行聚焦用于泵浦激光增益介质，产生的激光在第二谐振腔中振荡，同时一次通过未被吸收的泵浦光将在第一谐振腔中往复振荡，并最终为激光增益介质吸收。