[发明专利]一种基于复合结构增益介质的腔内级联泵浦激光器

权利要求书

1.一种基于复合结构增益介质的腔内级联泵浦激光器，其特征在于：包括两个泵浦源、一块复合结构增益介质和铜热沉（10）；复合增益介质包裹铟箔，夹在铜热沉中间，两个泵浦源通过螺纹连接贴合铜热沉；复合增益介质由三块增益介质键合而成，三块增益介质分别为第一增益介质（1）、第二增益介质（2）、第三增益介质（3）；其中，第一增益介质（1）和第三增益介质（3）为中间增益介质，第二增益介质（2）为低掺杂浓度的目标增益介质；第一增益介质（1）的左侧面、第三增益介质（3）的右侧面分别为一级泵浦光λ₀的泵浦入射面A（4）和泵浦入射面B（5），泵浦入射面A（4）和泵浦入射面B（5）上均镀有一级泵浦光λ₀的增透膜以及二级泵浦光λ₁的高反膜；第二增益介质（2）的下表面为目标激光输出腔面（6），镀有波长λ₂的耦合输出部分反射膜或半透半反膜，第二增益介质（2）的上表面为目标激光振荡腔面（7），镀有目标输出激光波长λ₂的高反膜。

2.根据权利要求1所述的一种基于复合结构增益介质的腔内级联泵浦激光器，其特征在于：所述的复合结构增益介质中，第一增益介质（1）、第三增益介质（3）的发射光谱与第二增益介质（2）的吸收光谱相近，使得第一增益介质（1）与第三增益介质（3）产生的激光能够作为第二增益介质（2）的第二级泵浦光。

3.根据权利要求1所述的一种基于复合结构增益介质的腔内级联泵浦激光器，其特征在于：所述的腔内级联泵浦 激光器中，泵浦源发出的一级泵浦光λ₀，被第一增益介质（1）和第三增益介质（3）吸收，产生二级泵浦光λ₁；由于复合增益介质的一体式结构，形成封闭式腔内级联泵浦，将二级泵浦光λ₁完全约束在复合增益介质内部；二级泵浦光λ₁在由泵浦入射面A（4）和泵浦入射面B（5）形成的谐振腔内振荡，多次往返通过第二增益介质（2），被第二增益介质（2）充分均匀吸收；第二增益介质（2）产生的振荡光在目标激光输出腔面（6）与目标激光振荡腔面（7）构成的谐振腔内振荡，最终输出波长为λ₂的目标激光，且目标输出激光的方向与一、二级泵浦光的入射方向非同向。

4.根据权利要求1所述的一种基于复合结构增益介质的腔内级联泵浦激光器，其特征在于：所述的腔内级联泵浦激光器中，泵浦源采用闪光灯、LED或LD；第一增益介质（1）、第三增益介质（3）采用Nd:YAG、Nd:GdVO₄、Nd:glass、Nd:YLF、Er:YLF、Er³⁺/Yb³⁺:glass、Tm:YAG、Tm:YLF、Cr:GSGG、Ce:YAG输出波长短且吸收谱线较宽的激光材料；第二增益介质（2）则采用Nd:YVO₄、Nd:YLF、Ho:YAG、Ho:YLF、Er:YAG、Er:YALO₃、Yb:YAG、Gr:KZnF₃、翠绿宝石。

5.根据权利要求1所述的一种基于复合结构增益介质的腔内级联泵浦激光器，其特征在于：复合结构增益介质的大面还能够键合ASE吸收材料（11）；复合结构增益介质采用复合板条，第一增益介质（1）、第三增益介质（3）为同种中间增益介质，第二增益介质（2）为目标增益介质；复合增益介质的形状为长方体。

6.根据权利要求1所述的一种基于复合结构增益介质的腔内级联泵浦激光器，其特征在于：在铜热沉中直通去离子水对复合增益介质实施大面冷却。

7.一种基于复合结构增益介质的腔内级联泵浦激光器，其特征在于：采用单端泵浦方式的腔内级联泵浦激光器，由两块增益介质构成的复合增益介质，泵浦源改为采用一个第一泵浦源（8），泵浦方式改为采用单端泵浦；复合结构增益介质由第一增益介质（1）和第二增益介质（2）构成；复合增益介质的泵浦入射面A（4）镀有λ₀波长增透膜以及λ₁波长高反膜，泵浦入射面B（5）仅镀有λ₁波长高反膜，作为二级泵浦光的振荡腔面，同时目标激光输出腔面（6）镀有λ₂波长的耦合输出部分反射膜或为半透半反膜，目标激光振荡腔面（7）镀有λ₂波长高反膜；第一级泵浦光λ₀被第一增益介质（1）吸收，产生的二级泵浦光λ₁在泵浦入射面A（4） 和泵浦入射面B（ 5） 构成的腔内振荡，多次经过低掺杂浓度的第二增益介质（2），被充分、均匀吸收，实现了良好的泵浦均匀性与较高的泵浦吸收效率；第二增益介质（2）产生的λ₂振荡光在目标激光输出腔面（6）与目标激光振荡腔面（7）构成的谐振腔内振荡，最终输出波长为λ₂的目标激光，且目标输出激光的方向与一级泵浦光、二级泵浦光的入射方向非同向。