CN201541048U - 一种半导体激光器泵浦结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及激光器领域，尤其涉及低掺杂浓度的激光增益介质的半导体激光器泵浦结构。本实用新型的半导体激光器泵浦结构，包括半导体激光器发出泵浦光，经过光学准直器件后耦合至激光增益介质谐振腔中。其中，所述的光学准直器件是微型柱透镜，半导体激光器的发光点设置于所述的微型柱透镜的焦点上，半导体激光器的快轴的方向垂直于微型柱透镜，激光增益介质谐振腔设置于微型柱透镜准直耦合的平行光出射处，该平行光束保持与半导体激光器快轴一样的近高斯分布模式。本实用新型可以用于泵浦低掺杂浓度的增益介质的微片式激光器，使泵浦光被有效吸收，同时增益介质内热量分布均匀化，利于散热，实现基频光或倍频光的微片激光器高功率输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光器领域，尤其涉及低掺杂浓度的激光增益介质的半导体激光器泵浦结构。
背景技术
半导体激光器(激光二极管)泵浦固体激光器由于具有效率高、光束质量好、寿命长、结构紧凑、重复频率高等优点而得到广泛应用。但由于激光二极管发出的光具有较大的发散角(一般地，快轴的发散角为40°，慢轴的发散角为10°)，用于泵浦增益介质时需对其进行准直和会聚。参阅图1所示，目前已有的半导体激光器泵浦结构一般采用透镜组、光纤耦合、透镜光导或者自聚焦透镜等方式将泵浦光准直和会聚后耦合至激光增益介质中。半导体激光器101的泵浦光经过光学透镜准直***102准直会聚后耦合至激光增益介质103中。但上述耦合方式由于对泵浦光进行聚焦，具有发散角大、瑞利距离短等特点，仅适用于泵浦掺杂浓度高、吸收深度短的增益介质。而当需要高功率输出时，为减小热效应，高泵浦功率泵浦的增益介质一般均为低掺杂浓度，吸收深度可达几毫米，甚至十几毫米，再采用上述耦合方式会造成吸收效率低、泵浦光模式与谐振腔模失配等缺点，大部分泵浦光能量被浪费，无法实现高功率输出。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型采用新的准直耦合***，有效提高泵浦光的利用率，同时使泵浦光模式与谐振腔模式较好匹配，以实现低掺杂浓度的激光增益介质的基频光或倍频光的微片激光器的高功率输出。
本实用新型的技术方案是：
本实用新型的半导体激光器泵浦结构，包括半导体激光器发出泵浦光，经过光学准直器件后耦合至激光增益介质谐振腔中。其中，所述的光学准直器件是微型柱透镜，半导体激光器的发光点设置于所述的微型柱透镜的焦点上，半导体激光器的快轴(即发散角大)的方向垂直于微型柱透镜，激光增益介质谐振腔设置于微型柱透镜准直耦合的平行光出射处，该平行光束保持与半导体激光器快轴一样的近高斯分布模式。
进一步的，所述的微型柱透镜的直径满足准直后的快轴泵浦光斑ωp≤谐振腔模ωα。
进一步的，所述的激光增益介质谐振腔是基频光微片式激光器谐振腔。
更进一步的，所述的基频光微片式激光器谐振腔的激光增益介质的长度≥2mm。
进一步的，所述的激光增益介质谐振腔是倍频光微片式激光器谐振腔。
更进一步的，所述的倍频光微片式激光器谐振腔的激光增益介质的长度≥2mm。
本实用新型采用如上技术方案，可以用于泵浦低掺杂浓度的增益介质的微片式激光器，在较长吸收深度范围内，均能满足泵浦光模式与谐振腔模较好匹配，使泵浦光被有效吸收，同时增益介质内热量分布均匀化，利于散热，实现基频光或倍频光的微片激光器高功率输出。
附图说明
图1是已有技术的半导体激光器泵浦结构示意图；
图2是本实用新型的半导体激光器泵浦结构示意图。
具体实施方式
现结合附图说明和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
参阅图2所示，本实用新型的实施结构包括：半导体激光器201，微型柱透镜202，包含增益介质的微片式激光器谐振腔203。半导体激光器201的发光点放置于微型柱透镜202的焦点上，快轴(即发散角大)的方向垂直于微型柱透镜202，半导体激光器201发出的快轴的光经微型柱透镜202后，准直耦合成一平行光，该平行光束保持与半导体激光器201快轴一样的近高斯分布模式，激光增益介质谐振腔203设置于微型柱透镜202准直耦合的平行光出射处。
由半导体激光器端面泵浦固体激光器泵浦光斑与谐振腔模相匹配原理可知：为获得基横模(TEM00模)和较高的功率输出，需满足泵浦光斑ωp不大于谐振腔模ωα。本实用新型的半导体激光器201的泵浦***可根据实际谐振腔中腔模ωα，设计相对应的微型柱透镜202直径，使准直后的快轴泵浦光斑ωp满足：ωp≤ωα。该***用于高泵浦功率泵浦激光增益介质谐振腔203的低掺杂浓度的增益介质时，在几毫米，甚至十几毫米的吸收深度范围内，均能满足ωp≤ωα，在整个吸收深度范围内泵浦光斑和谐振腔模相匹配，使泵浦光得到充分利用，从而实现高功率激光输出。同时，由于吸收深度的加长，增益介质内热量分布均匀化，更有利于激光器的稳定工作。
本实用新型适用于激光增益介质长度为2mm及2mm以上的微片式激光器，用于产生高功率的基频光、倍频光的微片式激光器，特别是高功率倍频光的微片式激光器。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种半导体激光器泵浦结构，包括半导体激光器发出泵浦光，经过光学准直器件后耦合至激光增益介质谐振腔中，其特征在于：所述的光学准直器件是微型柱透镜(202)，半导体激光器(201)的发光点设置于所述的微型柱透镜(202)的焦点上，半导体激光器(201)的快轴的方向垂直于微型柱透镜(202)，激光增益介质谐振腔(203)设置于微型柱透镜(202)准直耦合的平行光出射处。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器泵浦结构，其特征在于：所述的微型柱透镜(202)的直径满足准直后的快轴泵浦光斑ωp≤谐振腔模ωα。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器泵浦结构，其特征在于：所述的激光增益介质谐振腔(203)是基频光微片式激光器谐振腔。
4.根据权利要求3所述的半导体激光器泵浦结构，其特征在于：所述的基频光微片式激光器谐振腔的激光增益介质的长度≥2mm。
5.根据权利要求1所述的半导体激光器泵浦结构，其特征在于：所述的激光增益介质谐振腔(203)是倍频光微片式激光器谐振腔。
6.根据权利要求5所述的半导体激光器泵浦结构，其特征在于：所述的倍频光微片式激光器谐振腔的激光增益介质的长度≥2mm。
Priority Applications (1)
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| CN2009202385465U CN201541048U (zh) | 2009-10-28 | 2009-10-28 | 一种半导体激光器泵浦结构 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN201541048U true CN201541048U (zh) | 2010-08-04 |
Family
ID=42592503
Family Applications (1)
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| CN2009202385465U Expired - Lifetime CN201541048U (zh) | 2009-10-28 | 2009-10-28 | 一种半导体激光器泵浦结构 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN201541048U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110086072A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 西安炬光科技股份有限公司 | 泵浦装置及泵浦方法 |
| CN114256727A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-29 | 安徽光智科技有限公司 | 一种激光器泵浦光调节结构 |
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2009
- 2009-10-28 CN CN2009202385465U patent/CN201541048U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN110086072A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 西安炬光科技股份有限公司 | 泵浦装置及泵浦方法 |
| CN114256727A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-29 | 安徽光智科技有限公司 | 一种激光器泵浦光调节结构 |
| CN114256727B (zh) * | 2021-12-14 | 2024-05-03 | 安徽光智科技有限公司 | 一种激光器泵浦光调节结构 |
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