[实用新型]大功率激光二极管水平线阵泵浦固体激光腔

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种固体激光腔，特别涉及一种大功率激光二极管水平线阵泵浦固体激光腔。

背景技术

在传统的大功率激光二极管泵浦的固体激光腔中，由于大功率半导体激光器的发散角度比较大，一般为40x10度，因此就有可能出现泵浦光的一部分照射到晶体棒之外而没有被晶体吸收的情况，或者即使全部照射到晶体，但一次吸收不完全，部分光透过晶体。这就需要将透过或者没有被晶体吸收的光再次反射回晶体。通常的做法是加装准直透镜，使得半导体激光器的发散角度变得很小，同时，使用一根石英管，表面大部分镀有808nm的高反膜，剩余的部分呈120°镀有三条808nm增透膜，大功率激光二极管巴条发出的光经准直后会聚到这三条镀增透膜的狭长区域内，然后透过石英管的管壁，被晶体吸收。由于石英管大部分区域镀有高反膜，未被晶体吸收的光被高反膜来回反射，直至被晶体充分地吸收，同时石英管中通冷却水，将产生的热量迅速带走。采用上述方法，光转换效率低，且结构复杂，成本高，不利于批量生产。

新型的泵浦方案力图克服传统方案的不足，专利公开号为CN1417906的中国专利提出了一种集成化的环形大功率激光二极管巴条泵浦腔，该腔由多个大功率激光二极管巴条和多个弧形电极围成一圈安装于绝缘圈的内表面，弧形电极构成了内表面为高反射面的密闭的泵浦腔，未充分吸收的泵浦光经过弧形电极的内表面多次反射最终被晶体棒吸收，从而达到高的吸收效率，这种泵浦腔无须复杂的光学耦合系统，具有结构新颖，效率高的特点，但是，激光器需要和弧形电极烧结在一起，不同于传统的方形热沉，增加了烧结的难度，而且相邻弧形电极之间一般只能烧结一个巴条，多个围成一圈的弧形电极一般只能烧结3-5个巴条，因此对于更大功率的应用需要多个模块串联而成，增加了系统的复杂性。中国专利CN1681171提出一种泵浦光偏心注入，经过泵浦腔内壁的多次漫反射均匀泵浦激光晶体棒的泵浦腔，泵浦光通过漫反射腔壁开的狭缝导入光，同样无须复杂的光学耦合系统，这种结构提高了泵浦的均匀性，从而降低了晶体棒受到的热应力，提高了光束质量和泵浦效率，但是由于狭缝吸收损耗较大，为此只采用单个狭缝，因此泵浦模块只能采用单个的线阵，导致注入的泵浦光功率受到限制，如果增加狭缝的个数则损耗会增大。总之，新的方案仍然存在烧结工艺困难，系统构成复杂，或者泵浦功率受到限制等缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种烧结工艺简单，集成度高，易于模块化批量生产，且效率高的大功率激光二极管水平线阵泵浦固体激光腔。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种大功率激光二极管水平线阵泵浦固体激光腔，包括弧形热沉，水冷热沉内壁，冷却水道，水冷热沉外壁和激光二极管水平线阵，其特征在于：至少2个激光二极管水平线阵(11)与相同数量的弧形热沉(1)相间设置，围成一圈，各弧形热沉的内表面形成高反射的圆柱面泵浦腔；所述的弧形热沉置于水冷热沉内壁(7)的通孔内，通孔周围和水冷热沉外壁(8)之间形成冷却水道(10)；所述的激光二极管水平线阵(11)，其激光二极管巴条(5)固定于上、下两片陶瓷热沉(3、4)的中间，相邻巴条电极面的正极或负极的朝向相反，通过陶瓷热沉上互相电隔离的电极连在一起，构成正、负电极串联在一起的水平线阵。

所述的激光二极管水平线阵(11)与弧形热沉(1)之间，以及弧形热沉(1)与水冷热沉内壁(7)之间，通过焊料或者导热胶或者导电胶连接。

所述的激光二极管水平线阵(11)，其陶瓷热沉(3、4)一面为整个表面金属化并且连在一起，该面与弧形热沉(1)相连，另外一面金属化成互相隔开的电极，电极之间互相电隔离。

所述的激光二极管水平线阵(11)，其线阵电极(6)由第一个和最末位的激光二极管巴条的电极分别引出，或由陶瓷热沉(3、4)分别引出，作为水平线阵的正极或负极。

本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本实用新型将多个大功率激光二极管巴条通过串联的方式烧结到长条形的陶瓷热沉上，构成水平线阵，然后水平线阵再通过焊料或者导热胶或者导电胶与弧形热沉相连，从而避免了直接将弧形热沉与大功率激光二极管巴条烧结的困难，简化了烧结的工艺，提高了成品率。同时弧形热沉的高反射面可以来回反射未被晶体吸收的光，使泵浦光多次穿过晶体被充分吸收，从而提高了泵浦效率。