[发明专利]一种小型化单巴条端面泵浦脉冲激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种小型化单巴条端面泵浦脉冲激光器，它广泛用于激光测距、照射、成像等领域。

背景技术

半导体泵浦脉冲激光器是激光测距、激光照射的核心部件，在许多激光测距、激光照射应用中，要求激光测距机、照射器体积小、功耗低、重量轻、免温控。由于早期半导体巴条功率较低等因素，传统用于激光测距、激光照射的半导体泵浦激光器都采用侧面泵浦，侧面泵浦与端面泵浦比较，具有效率低、发散角大的缺点，端面泵浦可通过泵浦光和激光模式的较好的匹配，实现脉冲激光基模输出，提高脉冲激光光束质量，随着脉冲半导体巴条功率的提高，单巴条端面泵浦脉冲激光器的输出能量已经可以满足激光测距、照射的能量需求，另外，采用单条半导体巴条端面泵浦Nd：KGW激光晶体的技术方案，利用Nd：KGW激光晶体宽吸收光谱和端面泵浦长吸收深度的特性，降低对单条半导体巴条的温控要求，提高激光器宽温度范围工作适应性，降低了激光器工作功耗。

发明内容

本发明的目的是：为解决传统激光测距、激光照射用半导体端面泵浦激光器效率低、发散角大、必须温控的问题，特提供一种小型化单巴条端面泵浦脉冲激光器。

本发明利用Nd：KGW激光晶体宽吸收光谱和端面泵浦长吸收深度的特性，降低对单条半导体巴条的温控要求，提高激光器宽温度范围工作适应性，降低了激光器工作功耗。由于单条半导体巴条端面泵浦可很好的与激光模式匹配，可实现激光器高效率、高光束质量输出。

为实现上述目的，本发明提出以下技术方案：一种小型化单巴条端面泵浦脉冲激光器，该脉冲激光器由单条半导体巴条2、耦合透镜一3、耦合透镜二4、激光器后腔镜5、Nd：KGW激光晶体6、折返角镜7、偏振片8、电光调Q开关9、1/4波片10、激光器输出镜11，温度传感器12、半导体激光器电源13、电热棒14、散热风扇15组成。将零部件单条半导体巴条2、耦合透镜一3、耦合透镜二4、激光器后腔镜5、Nd：KGW激光晶体6、折返角镜7、偏振片8、电光调Q开关9、1/4波片10、激光器输出镜11沿激光光路依次排列安装在激光器机体1上构成激光器激光发生单元，该激光发生单元用导线连接半导体激光器电源13；温度传感器12、电热棒14、散热风扇15安装在单条半导体巴条2热沉上，并用导线分别连接半导体激光器电源13，用于控制单条半导体巴条2的工作温度；单条半导体巴条2，耦合透镜一3，耦合透镜二4依次排列构成激光器系统；激光器后腔镜5，Nd：KGW激光晶体6，折返镜7，电光调Q开关9，1/4波片10、激光器输出镜11依次排列安装构成激光器谐振腔。半导体激光器电源13为激光器激光发生单元和温度传感器12、电热棒14、散热风扇15工作提供控制和供电。

折返角镜7折返光路减小激光器体积，所述激光器激光发生单元中的偏振片8、电光调Q开关9、1/4波片10组成的电光调Q或者用Cr⁴⁺：YAG被动调Q开关代替，采用Cr⁴⁺：YAG被动调Q开关的激光器谐振腔能除去折返角镜7，将激光器输出镜11前移缩短腔长，便于实现更短脉冲激光输出。

所述单条半导体巴条2采用单巴条封装的准连续传导冷却808nm波长泵浦模块，其功率范围为0-300W；单条半导体巴条2加装快轴压缩，经快轴压缩的单条半导体巴条2快轴发散角为0.25°(半角)，慢轴反三角为8°(半角)；耦合透镜一和耦合透镜二组成的耦合系统用于整形单条半导体巴条2慢轴，使其激光快轴在Nd：KGW激光晶体6中聚焦，耦合透镜一3和耦合透镜二4镀808nm宽光谱增透膜。单条半导体巴条2封装在无氧铜热沉上，当热沉温度低于25℃时由电热棒14将其加热到25℃以上，当热沉温度高于60℃时由散热风扇15将其降温到50℃以下，控制单条半导体巴条2在25℃-50℃的温度范围内。