[发明专利]集成式激光二极管腔内泵浦的全固态激光器

说明书

技术领域

本发明涉及全固态激光器，特别是一种集成式激光二极管腔内泵浦的全固态激光器。

背景技术

传统上，激光二极管泵浦的全固态激光器都采用分立式的结构，激光二极管(或激光二极管列阵)组成一个模块，包含有激光芯片、热沉、电极和光学准直系统等，而固态激光器以激光激活介质为主要组成又构成一个模块，包括晶体(或光纤)、冷却系统、光学系统、调Q和锁模系统和机械结构等，由此导致整个固体激光器体积庞大、电光转换效率低、无法满足现代应用对单位功率重量比(即获得1瓦激光输出所需的激光器重量)和节能的需求，使全固态激光器的使用范围只能限制在相对传统的行业应用中，无法广泛应用在精细机械加工、航空航天和手持加工设备等日益重要的行业中。

发明内容

为了将现有的激光二极管泵浦的全固态激光器的体积减小到可以用于苛刻环境，进一步提高激光二极管泵浦的全固态激光器的电光转换效率，本发明提出一种集成式激光二极管腔内泵浦的全固态激光器，该激光器不仅极大的降低了全固态激光器的单位功率重量比，而且可以将目前全固态激光器的电光转换效率(及插头效率)由目前的不超过25％增加到35％以上。

本发明的技术解决方案如下：

一种集成式激光二极管腔内泵浦的全固态激光器，其特点是在L型在下热沉上分别采用铟焊接或导热硅胶胶合的方法将激光二极管芯片、微光学整形器(105)和固体激光介质的位置依次固定，两端添加填充材料，将与所述的下热沉对称的L型上热沉对称地覆盖后，通过螺丝紧固集成为一个整体，所述的激光二极管芯片镀全反膜的后端面和固体激光介质的镀对泵浦光的全反膜的左侧面构成激光二极管的谐振腔，所述的激光二极管芯片、微光学整形器和固体激光介质之间的自然面分别镀对泵浦光的减反膜，所述的固体激光介质两端的谐振腔镜构成固体激光器的谐振腔，所述的激光二极管芯片的阳极和阴极分别从所述的下热沉和上热沉引出。

所述的固体激光介质为薄板条形的激光晶体、激光陶瓷或光纤阵列。

所述的固体激光谐振腔由激光介质的两个端面镀反射膜、或刻蚀光栅、或利用环形耦合器、或外部的反射镜构成。

本发明的优点是：

1、本发明是集成化的、微型的、高效率和高光束质量的大功率输出的全固态激光器。

2、极大地降低了目前激光二极管泵浦的全固态激光器的单位功率重量比，同时电光转换效率获得了很大的提高，相比于传统全固态激光器，电光转换效率由不到25％，提高到35％以上；

3、由于与激光二极管的封装工艺结合到一起，增加了整个系统的稳定性和可靠性，具备标准化大规模批量生产的可能。

附图说明

图1是本发明集成式激光二极管腔内泵浦的全固态激光器的结构示意图。

图2是本发明激光晶体和二极管芯片中的泵浦光和激光的光束尺寸分布图。

图3是本发明的第-实施例光路示意图。

图4是本发明的第二实施例光路示意图。

图5是本发明的第三实施例光路示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

先请参阅图1，图1是本发明集成式激光二极管腔内泵浦的全固态激光器的结构示意图。由图可见，本发明集成式激光二极管腔内泵浦的全固态激光器，其构成是在L型在下热沉103上分别采用铟焊接或导热硅胶胶合的方法将激光二极管芯片104、微光学整形器105和固体激光介质106的位置依次固定，两端添加填充材料102、108，将与所述的下热沉103对称的L型上热沉101覆盖，通过螺丝紧固集成为一个整体，所述的激光二极管芯片104镀全反膜的后端面111和固体激光介质106的镀对泵浦光的全反膜的左侧面115构成激光二极管的谐振腔，所述的激光二极管芯片104、微光学整形器105和固体激光介质106之间的自然面分别镀对泵浦光的减反膜110、112和113，所述的固体激光介质106两端的谐振腔镜114和谐振腔镜116构成固体激光器的谐振腔，所述的激光二极管芯片104的阳极107和阴极109分别从所述的下热沉103和上热沉101引出。

所述的激光二极管芯片104的后端为对泵浦波长高反射的多层介质膜111(或其它具有反射功能的结构)，另一端为对泵浦波长减反的多层介质膜110，激光二极管的阴极109从可导电的上热沉101的表面引出，阳极107由可导电的下热沉103上引出。