[发明专利]一种泵浦耦合装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体激光器技术领域，尤其涉及一种泵浦耦合装置及其制造方法。

背景技术

大功率高光束质量的全固态激光器一直是激光界研究的热点，在工业、国防、医疗、环境保护和科学研究中都有重要的应用。传统的固体激光器由于增益介质的形状使得其内部存在较为严重的热效应，从而限制了大功率高光束质量的激光输出。板条激光器，由于温度梯度只发生在板条的厚度方向上，而激光在增益介质内呈“之”字型传输恰好可以对其进行补偿，获得大功率高光束质量的激光输出。

早期采用的板条较厚，随着光学加工技术和泵浦耦合技术的发展，开始采用超薄板条增益介质，薄板条更利于增益介质的冷却，尤其在大功率泵浦条件下，可大大减小板条厚度方向的热效应。如图1所示，在现有技术中采用泵浦光和激光同光路传输，再通过分光镜进行分离。但是，分光镜镀膜工艺较为复杂，在高功率运转的条件下，由于分光镜自身的热效应，可能对输出光光束质量产生影响。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种泵浦耦合装置及其制造方法，可以实现泵浦光与激光不同光路的传输，避免使用分光镜影响输出激光光束质量。

为实现上述目的，本发明提供了一种泵浦耦合装置，应用于激光器中，所述装置包括：增益介质板条，以及折射体；

所述折射体键合于所述增益介质板条的上表面和/或下表面，且所述折射体位于泵浦光射入所述增益介质板条的位置；

所述增益介质板条用于传输激光；

所述折射体用于将泵浦光导入所述增益介质板条中，以使所述泵浦光在所述增益介质板条中的传输路径与所述激光在所述增益介质板条中的传输路径不同。

可选的，所述增益介质板条是由一块钇铝石榴石YAG陶瓷胚料和两块掺钕钇铝石榴石Nd：YAG陶瓷胚料组成的Nd：YAG-YAG-Nd：YAG结构的增益介质板条，且所述增益介质板条的两个端头被切割为布氏角度。

可选的，所述激光以平行于所述增益介质板条的上表面和下表面的方向从所述增益介质板条的一个端头射入，并以平行于所述增益介质板条的上表面和下表面的方向从所述增益介质板条的另一个端头射出。

可选的，所述折射体为三棱柱形的蓝宝石晶体；

所述蓝宝石晶体包括：第一侧面、第二侧面和第三侧面；其中，所述第一侧面与所述第二侧面呈90度夹角，所述第三侧面分别与所述第一侧面与所述第二侧面呈45度夹角。

可选的，所述折射体设置于所述增益介质板条的上表面和/或下表面，包括：

所述蓝宝石晶体的第一侧面键合于所述增益介质板条的上表面或下表面，所述蓝宝石晶体的第二侧面垂直于所述增益介质板条的上表面和下表面，所述蓝宝石晶体的第三侧面朝向于所述泵浦光的射入方向。

可选的，所述泵浦光以垂直于所述第三侧面的方向射入所述蓝宝石晶体，并经过所述蓝宝石晶体的折射后，射入所述增益介质板条。

可选的，在所述增益介质板条的上表面和下表面的未键合有所述折射体的区域电镀有二氧化硅全反膜。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种泵浦耦合装置的制造方法，所述方法包括：

使用一块钇铝石榴石YAG陶瓷胚料和两块掺钕钇铝石榴石Nd：YAG陶瓷胚料制备Nd：YAG-YAG-Nd：YAG结构的增益介质板条；

按照布氏角度切割所述增益介质板条的两个端头；

在所述增益介质板条的上表面和/或下表面上键合折射体，且所述折射体位于泵浦光射入所述增益介质板条的位置；

在所述增益介质板条的上表面和下表面的未键合有所述折射体的区域电镀二氧化硅全反膜。

可选的，所述折射体为三棱柱形的蓝宝石晶体；

所述蓝宝石晶体包括：第一侧面、第二侧面和第三侧面；其中，所述第一侧面与所述第二侧面呈90度夹角，所述第三侧面分别与所述第一侧面与所述第二侧面呈45度夹角。

可选的，所述在所述增益介质板条的上表面和/或下表面上键合折射体，包括：

将所述蓝宝石晶体的第一侧面键合于所述增益介质板条的上表面或下表面，且所述蓝宝石晶体的第二侧面垂直于所述增益介质板条的上表面和下表面，所述蓝宝石晶体的第三侧面朝向于所述泵浦光的射入方向。

本发明提出的泵浦耦合装置及其制造方法，通过在增益介质板条的上表面和/或下表面上设置蓝宝石晶体，尽可能的增加泵浦光在增益区域的传播长度，提高吸收效率，同时不影响激光的传输。在本发明中，为避免使用分光镜影响输出激光光束质量，采取了泵浦光与激光不同光路传输的方式，能有效分离泵浦光和激光，从而不影响输出激光的光束质量。

附图说明