半导体激光端面泵浦固体激光器

《半导体激光端面泵浦固体激光器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、广州安特激光技术有限公司510730广州经济技术开发区宝石路11号留学人员创业园6楼电话：020-82218379,82208027传真：020-82218339电邮：sales@AnteLaser.com网站：http://www.AnteLaser.com半导体激光端面泵浦固体激光器日期:[2006年4月29日]来源:[《激光产品世界》]ResearchofTheDiodeEnd-pumpedSolidStateLaser半导体激光端面泵浦固体激光器陆璇辉黄慧琴浙江大学光学研究所;蒋晓崎杭州师范学院XuanhuiLuHuiqinHuang;Instituteof

2、Optics,ZhejiangUniversity摘要：本文主要介绍了端面泵浦固体激光器的基本原理和结构，并列举了国内外的几种高功率端面泵浦固体激光器,简述了高功率端面泵浦固体激光器的应用发展状况。关键词：激光二极管泵浦固体激光器；端面泵浦Abstract:Inthispaperwemainlyintroducethebasicprincipleandstructurefortheend-pumpedsolidstatelaser,andwealsoenumerateseveraldesignofthehigh-powerend-pumpedsolidstatela

3、sers.Intheendofthispaperwesimplyintroducetheinternationalapplicationanddevelopmentofthehigh-powerend-pumpedsolidstatelasers.Keywords:DiodePumpedSolidstateLaser;end-pumped1.引言激光是近代科学技术中的重大发明之一。随着半导体激光二极管技术的重大突破，固体激光器得到强劲的发展，其应用领域不断地扩展。其中最为重要的是用半导体激光器和半导体列阵激光器泵浦固体激光器技术的发展，这是一种高效率、长寿命、光束质

4、量高、稳定性好、结构紧凑小型化的第二代新型固体激光器，目前在空间通讯，光纤通信，大气研究，环境科学，医疗器械，光学图象处理，激光打印机等高科技领域有着独具特色的应用前景。激光二极管泵浦固体激光器（DiodePumpedSolidstateLaser－DPSSL）的种类很多，可以是连续的、脉冲的、调Q的，以及加倍频混频等非线性转换的。工作物质的形状有圆柱和板条状的。而泵浦的耦合方式可分为端面泵浦和侧面泵浦，其中端面泵浦又可分为直接端面泵浦和光纤耦合端面泵浦两种结构。相对于侧面泵浦方式，端面泵浦的效率较高。这是因为,在泵浦激光模式不太差的情况下，泵浦光都能由会聚光学系统

5、耦合到工作物质中，耦合损失较少；另一方面，泵浦光也有一定的模式，而产生的振荡光的模式与泵浦光模式有密切关系，匹配的效果好，因此，工作物质对泵浦光的利用率也相对高一些。正是由于端面泵浦方式效率高、模式匹配好、波长匹配的优点近年来在国际上发展极为迅速，已成为激光学科的重点发展方向之一。它在激光打标、激光微加工、激光印刷、激光显示技术、激光医学和科研等领域都有广泛的用途，具有很大的市场潜力。2.端面泵浦固体激光器的泵浦耦合方式2.1直接端面泵浦如图1所示的直接端面泵浦的结构示意图。它包括三个部分:激光二极管泵浦源(由激光二极管阵列、驱动源和致冷器组成),光学耦合系统和激光

6、棒和谐振腔。泵浦所用的激光二极管阵列出射的泵浦光，经由会聚光学系统将泵浦光耦合到晶体棒上，在晶体棒左端面镀有多层介质膜,对泵浦光的相应波长为高透、而对产生的激光束的相应波长为高反,腔的输出镜为镀有多层介质膜的凹面镜。图1直接端面泵浦然而，直接端面泵浦的激光器虽然结构型式紧凑,转换效率高,基模光强分布较好，但固体激光的输出功率受端面限制，因为端面较小时只能采用单元的激光二极管，最多只能相对两只激光二极管泵浦。这就限制了泵浦光的最大功率。如果采用功率较大的激光二极管阵列作泵浦源，则由于阵列型二极管输出的泵浦光模式不好，因而不易将泵浦光有效地耦合到工作物质中，实际上降低了

7、效率。另一方面由于泵浦光的模式较为复杂，泵浦后输出的激光光束质量也不易保证。而且这种结构散热效果差,故一般只适合低功率激光器情况工作。2.2光纤耦合端面泵浦针对直接端面泵浦方式的弱点，人们又进一步发展了光纤耦合的端面泵浦。端面泵浦激光器由激光二极管、两个聚焦系统、耦合光纤、工作物质和输出反射镜组成，如图2所示。与直接端面泵浦不同，这种结构首先把激光二极管发射的光束质量很差的激光耦合到光纤中，经过一段光纤传输后，从光纤中出射的光束变成发散角较小的、圆对称的、中间部分光强最大的泵浦光束。用这一输出的泵浦光去泵浦工作物质，由于它和振荡激光在空间上匹配得很好，因此泵浦效