[实用新型]一种全固态激光器用的激光头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全固态激光头，特别涉及一种全固态激光器用的微型激光头。

背景技术

目前半导体激光器的发展情况，绿光半导体激光器和蓝光半导体激光器的输出应用停留在低功率水平，红光半导体激光器虽然功率水平上相对较高，但是波段较为单一。尽管半导体激光器体积小、集成度高，但是光束质量较差，无法获得大功率的输出，同时在光谱覆盖程度上也还需要进一步的扩展，与实际应用还有一定的差距。

由于全固态激光器单束激光输出功率提高的困难以及单束光束功率密度过高带来的晶体散热困难，为了满足全固态激光器大功率输出的需求，目前有采用半导体激光器列阵泵浦全固态激光器的方式，用以提高总输出功率和改善晶体热效应问题。现有技术中有几种采用半导体激光器列阵泵浦全固态激光器的情况，其中一种以垂直腔面发射的半导体激光列阵泵浦的全固态激光器，如在专利号为ZL02121545.6的中国专利中介绍的那样，它是一种垂直腔面发射的半导体激光列阵作为泵浦源并采用腔内倍频的激光器技术。但是由于其为垂直腔面发射，虽然其具有较好的光束质量，其发射形式却很大程度上限制了输出功率的提高。另一种现有技术如专利号为US5351259的美国专利，采用bar条形式的半导体激光器列阵作为全固态激光器的泵浦源，泵浦片状激光晶体，再通过非线性光学晶体变频输出。由于bar条的生长方式决定了bar条内部的半导体激光器发光元之间为并联连接，其并联结构造成了半导体激光器列阵所需要的总工作电流较大。以含有19个半导体激光器发光元的bar条为例，由于该19个半导体激光器发光元为并联结构，例如bar条上的一个半导体激光器发光元的工作电流为1A，整个bar条的总工作电流就为19A，如此高的工作电流会产生大量焦耳热，这样一来电源和电线尺寸需要很大，因此导致供电设备笨重且昂贵。此外，半导体激光器泵浦的大功率全固态激光器因为材料、散热等相关因素的制约，激光电光转换效率不高，而且现有的大功率全固态激光器体积较大，实现微型化尚有一定的技术困难。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，为了减小全固态激光器的体积和减少电源传输损耗，同时还要提高采用半导体激光器列阵泵浦的大功率全固态激光器的电光转换效率和稳定性，从而提供一种使用串联结构的半导体激光器列阵作为泵浦源的全固态激光器用的激光头。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型提供一种全固态激光器用的激光头，包括半导体激光器列阵、光学耦合器件和由光学部件组成的谐振腔；其中所述半导体激光器列阵输出光路上设置所述光学耦合器件和所述谐振腔；其特征在于，还包括片状激光晶体；

所述半导体激光器列阵由一个半导体激光器列阵模块或者两个或两个以上串联的半导体激光器列阵模块构成；

所述半导体激光器列阵模块包括两个或两个以上串联的半导体激光器发光元；

相邻的所述半导体激光器发光元的最小间距与一个所述半导体激光器发光元的发光面在所述半导体激光器发光元的线阵排列方向上的宽度的比值大于5。

上述技术方案中，相邻的所述半导体激光器发光元的最小间距与一个所述半导体激光器发光元在所述半导体激光器发光元的线阵排列方向上的宽度的比值优选为从6到15。

上述技术方案中，所述光学耦合器件为由两个或两个以上单个耦合元件组成的列阵，其中所述耦合元件的数目与所述半导体激光器发光元的数目相同，且所述耦合元件与所述半导体激光器发光元出射的激光一一对应。

上述技术方案中，所述耦合元件的入射面和出射面均镀有对所述半导体激光器列阵输出波长的增透膜。

上述技术方案中，所述耦合元件为自聚焦透镜、柱状透镜、非球面透镜或耦合透镜组。

上述技术方案中，所述片状激光晶体包括一片或一片以上的薄片激光晶体，其中所述薄片激光晶体的厚度为0.1mm到3mm。

上述技术方案中，还包括用于进行激光频率转换的非线性光学晶体，所述非线性光学晶体放置于所述片状激光晶体的输出光路上。

上述技术方案中，所述片状激光晶体和所述非线性光学晶体可以通过粘接、光胶或离子键合结合成一体，形成一块晶体块。

上述技术方案中，还包括输出镜，其中所述输出镜为平面镜、球面镜列阵或体布拉格光栅。

采用本实用新型的技术方案，具有以下明显的有益效果：