CN101202412A - 一种固体激光器 - Google Patents

一种固体激光器 Download PDF

Info

Publication number
CN101202412A
CN101202412A CNA2007100774591A CN200710077459A CN101202412A CN 101202412 A CN101202412 A CN 101202412A CN A2007100774591 A CNA2007100774591 A CN A2007100774591A CN 200710077459 A CN200710077459 A CN 200710077459A CN 101202412 A CN101202412 A CN 101202412A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
crystal
resonant cavity
pumping device
solid state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007100774591A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101202412B (zh
Inventor
杜晨林
阮双琛
于永芹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen University
Original Assignee
Shenzhen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen University filed Critical Shenzhen University
Priority to CN2007100774591A priority Critical patent/CN101202412B/zh
Publication of CN101202412A publication Critical patent/CN101202412A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101202412B publication Critical patent/CN101202412B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种固体激光器，包括谐振腔，在谐振腔中同时设有至少一个端面泵浦装置和至少一个侧面泵浦装置，谐振腔中的振荡激光同时由端面泵浦增益介质和侧面泵浦增益介质的受激光放大产生；端面泵浦装置的增益介质和侧面泵浦装置的增益介质处在同一谐振腔光轴上。本发明通过谐振腔中端面泵浦激光介质和侧面泵浦激光介质受激光放大之间的相互关联性，兼具端面泵浦方式和侧面泵浦方式各自的优点，具有较高的转换效率、输出光束质量和线偏振度，且极大地提高输出功率，还相应降低了端面泵浦激光介质所需要承受的高热应力，避免发生热开裂问题。如果与非线性光学、调Q元器件组合，本发明可以广泛应用于大功率的非线性变频激光器和脉冲激光器件中。

Description

一种固体激光器
技术领域
本发明涉及一种端面泵浦和侧面泵浦技术相结合的固体激光器，属于激光技术与器件领域。
背景技术
现有激光二极管泵浦固体激光器(Laser-Diode pumpedsolid-state laser，简称DPSSL)大致有两种泵浦方式。一种是端面泵浦又称纵向泵浦，激光介质中的热效应比较严重，并且激光介质的热开裂问题极大地限制着端面泵浦激光器的最大输出功率，受到其自身的空间局限，一般只应用在中低功率水平范围；另一种是侧面泵浦又称横向泵浦，其激活区位于激光晶体边缘，腔内易出现多横模振荡，输出光束质量差，基横模效率不高，特别是以Nd:YAG为激光介质的侧面泵浦模块产品，输出激光为非线偏振光，不利于高效的非线性频率变换。目前的DPSSL一般都是单独采用端面或侧面泵浦方式，无法克服上述各自的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提出一种泵浦方式为端面泵浦和侧面泵浦相结合的固体激光器。
本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决：
这种固体激光器，包括谐振腔。
这种固体激光器的特点是：
在所述谐振腔中同时设有至少一个端面泵浦装置和至少一个侧面泵浦装置，所述谐振腔中的振荡激光同时由端面泵浦增益介质和侧面泵浦增益介质的受激光放大产生；
所述端面泵浦装置的增益介质和侧面泵浦装置的增益介质处在同一谐振腔光轴上，从而共同对谐振腔中的振荡激光提供增益。
本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：
所述端面泵浦装置的激光介质是发射线偏振激光的激光介质，包括掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)晶体、掺钕钒酸钆(Nd:GdVO4)晶体、掺钕钒酸镥(Nd:LuVO4)晶体、掺钕氟化钇锂(Nd:YLF)晶体、掺钕铝酸钇(Nd:YAP)晶体。
所述侧面泵浦装置的激光介质包括掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)晶体、Nd:YAP晶体、多晶Nd:YAG陶瓷、钕玻璃。
所述端面泵浦装置，包括单端泵浦装置、双端泵浦装置。
所述端面泵浦装置的泵浦源，包括激光二极管、光纤耦合半导体激光系统或者其它激光光源。
所述侧面泵浦装置的泵浦源，包括激光二极管阵列、闪光灯。
本发明与现有技术对比的有益效果是：
本发明通过谐振腔中端面泵浦激光介质和侧面泵浦激光介质受激光放大之间的相互关联性，兼具端面泵浦方式和侧面泵浦方式各自的优点，具有较高的转换效率、输出光束质量和线偏振度，而且弥补了它们各自的缺陷。其输出激光功率主要来自于侧面泵浦装置，端面泵浦装置输出功率不需要很高，但它给侧面泵浦装置提供了具有较高光束质量和线偏振度的种子光，激发侧面泵浦装置输出高光束质量和线偏振度的激光，进而可以提高其转换效率，极大地提高输出功率，还相应降低了端面泵浦激光介质所需要承受的高热应力，避免发生热开裂问题，激光器的最大输出功率不再受端面泵浦激光介质的热开裂制约。如果与非线性光学、调Q元器件组合，本发明可以广泛应用于大功率的非线性变频(包括倍频、和频、差频、拉曼频移、光参量振荡和放大)激光器和脉冲激光器件中。
附图说明
图1是本发明具体实施方式一的固体激光器的组成示意图；
图2是本发明有三个侧面泵浦激光装置的固体激光器的组成示意图；
图3是本发明具体实施方式二、三的固体激光器的组成示意图；
图4是本发明具体实施方式四的固体激光器的组成示意图。
具体实施方式
具体实施方式一
如图1所示激光二极管端面泵浦和侧面泵浦相结合的1064nm波长固体激光器，1为光纤耦合输出的半导体激光系统的光纤输出端，输出808nm波长泵浦光。2为泵浦光聚焦耦合系统，将泵浦光聚焦于激光介质4内部。3为激光器谐振腔的泵浦端腔镜，可以为平面镜、平凸镜或平凹镜，镀对808nm高透和1064nm高反的介质膜。端面泵浦激光介质4可以为Nd:YVO4晶体或Nd:GdVO4晶体。1、2和4组成端面泵浦装置。5为激光二极管阵列侧面泵浦Nd:YAG晶体激光模块。6为谐振腔的输出镜，可以为平面镜、平凸镜或平凹镜，镀对1064nm的部分反射介质膜。4和5处于由3和6组成的谐振腔的光轴上。4和5产生的1064nm激光通过6输出到腔外。
当只开启端面泵浦装置，且LD驱动电流为11.4A时，激光器输出功率P1＝2.05W，线偏振度p1为0.88。当只开启侧面泵浦装置，且LD驱动电流为11.6A时，激光器输出功率P2＝2W，线偏振度p2约为0.1。当同时开启端面泵浦装置和侧面泵浦装置，且驱动电流分别为11.4A和11.6A时，激光器输出功率P3＝6.8W，线偏振度p3约为0.95。以上数值关系：P3＞P1+P2，p3＞p1＞p2。
具体实施方式二
如图3所示的激光二极管端面泵浦和侧面泵浦相结合的腔内倍频532nm波长绿光固体激光器，1为光纤耦合输出的半导体激光系统的光纤输出端，输出808nm波长泵浦光。2为泵浦光聚焦耦合系统，将泵浦光聚焦于激光介质4内部。3为激光器谐振腔的泵浦端腔镜，可以为平面镜、平凸镜或平凹镜，镀对808nm高透和1064nm高反的介质膜。端面泵浦激光介质4可以为Nd:YVO4晶体或Nd:GdVO4晶体。1、2和4组成端面泵浦装置。5为激光二极管阵列侧面泵浦Nd:YAG晶体激光模块。6为三镜折叠谐振腔的折叠镜兼绿光输出镜，可以为平面镜、平凸镜或平凹镜，镀对1064nm高反和532nm高透的介质膜。7为声光Q开关或电光Q开关。8为腔内倍频晶体，可以是KTP、LBO或BIBO等能够实现对1064nm激光倍频的非线性光学晶体。9为三镜折叠谐振腔的后端镜，可以是平面镜或平凹镜，镀对1064nm和532nm同时高反的介质膜。4、5、7和8处于由3、6和9组成的三镜折叠谐振腔的光轴上。4和5产生的1064nm波长激光两次经过8倍频产生532nm波长的绿光，然后通过6输出到腔外。
当去除7时，该激光器可以输出高功率、高光束质量的532nm波长连续波绿光激光；当设有7时，该激光器可以输出高功率、高光束质量的532nm波长脉冲绿光激光。
具体实施方式三
如图3所示的激光二极管端面泵浦和侧面泵浦相结合的拉曼自频移和腔内倍频588nm波长黄光固体激光器，1为光纤耦合输出的半导体激光系统的光纤输出端，输出808nm波长泵浦光。2为泵浦光聚焦耦合系统，将泵浦光聚焦于激光介质4内部。3为激光器谐振腔的泵浦端腔镜，可以为平面镜、平凸镜或平凹镜，镀对808nm高透、1064nm和1176nm高反的介质膜。端面泵浦激光介质4可以为Nd:YVO4晶体或Nd:GdVO4晶体。1、2和4组成端面泵浦装置。5为激光二极管阵列侧面泵浦Nd:YAG晶体激光模块。6为三镜折叠谐振腔的折叠镜兼黄光输出镜，可以为平面镜、平凸镜或平凹镜，镀对1064nm高反、1176高反和588nm高透的介质膜。7为声光Q开关或电光Q开关。8为腔内倍频晶体，可以是KTP、LBO或BIBO等能够实现对1176nm激光倍频的非线性光学晶体。9为三镜折叠腔的后端镜，可以是平面镜或平凹镜，镀对1064nm、1176nm和588nm同时高反的介质膜。4、5、7和8处于由3、6和9组成的三镜折叠谐振腔的光轴上。4和5产生的1064nm波长激光，经过4的基质材料钒酸盐晶体的拉曼频移转变为1176nm波长的激光，接着两次经过8倍频产生588nm波长的黄光，然后通过6输出到腔外。
当去除7时，该激光器可以输出高功率、高光束质量的588nm波长连续波黄光激光；当设有7时，该激光器可以输出高功率、高光束质量的588nm波长脉冲黄光激光。
具体实施方式四
如图4所示的激光二极管双端面泵浦和侧面泵浦相结合的1064nm波长固体激光器，1为光纤耦合输出的半导体激光系统的光纤输出端，输出808nm波长泵浦光。2为泵浦光聚焦耦合系统，将泵浦光聚焦于激光介质4内部。3为激光器谐振腔的泵浦端腔镜，可以为平面镜、平凸镜或平凹镜，镀对808nm高透和1064nm高反的介质膜。端面泵浦激光介质4可以为Nd:YVO4晶体或Nd:GdVO4晶体。1、2和4组成端面泵浦装置。5为激光二极管阵列侧面泵浦Nd:YAG晶体激光模块。6为谐振腔的输出镜，可以为平面镜、平凸镜或平凹镜，镀1064nm的部分反射介质膜。4和5处于由3和6组成的谐振腔的光轴上。4和5产生的1064nm激光通过6输出到腔外。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种固体激光器，包括谐振腔，其特征在于：
在所述谐振腔中同时设有至少一个端面泵浦装置和至少一个侧面泵浦装置，所述谐振腔中的振荡激光同时由端面泵浦增益介质和侧面泵浦增益介质的受激光放大产生；
所述端面泵浦装置的增益介质和侧面泵浦装置的增益介质处在同一谐振腔光轴上。
2.如权利要求1所述的固体激光器，其特征在于：
所述端面泵浦装置的激光介质是发射线偏振激光的激光介质，包括：Nd:YVO4晶体、Nd:GdVO4晶体、Nd:LuVO4晶体、Nd:YLF晶体、Nd:YAP晶体。
3.如权利要求1或2所述的固体激光器，其特征在于：
所述侧面泵浦装置的激光介质包括Nd:YAG晶体、Nd:YAP晶体、多晶Nd:YAG陶瓷、钕玻璃。
4.如权利要求3所述的固体激光器，其特征在于：
所述端面泵浦装置，包括单端泵浦装置、双端泵浦装置。
5.如权利要求4所述的固体激光器，其特征在于：
所述端面泵浦装置的泵浦源，包括激光二极管、光纤耦合半导体激光系统或者其它激光光源。
6.如权利要求3所述的固体激光器，其特征在于：
所述侧面泵浦装置的泵浦源，包括激光二极管阵列、闪光灯。
CN2007100774591A 2007-11-30 2007-11-30 一种固体激光器 Expired - Fee Related CN101202412B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007100774591A CN101202412B (zh) 2007-11-30 2007-11-30 一种固体激光器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007100774591A CN101202412B (zh) 2007-11-30 2007-11-30 一种固体激光器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101202412A true CN101202412A (zh) 2008-06-18
CN101202412B CN101202412B (zh) 2011-06-15

Family

ID=39517435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007100774591A Expired - Fee Related CN101202412B (zh) 2007-11-30 2007-11-30 一种固体激光器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101202412B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102856785A (zh) * 2012-09-06 2013-01-02 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种端面与侧面复合泵浦的装置及激光器
CN103427322A (zh) * 2012-05-15 2013-12-04 天津梅曼激光技术有限公司 激光二极管泵浦多晶体调q激光器
CN105006738A (zh) * 2015-08-12 2015-10-28 广州安特激光技术有限公司 并联端泵串联放大高功率激光器
CN105375328A (zh) * 2015-12-08 2016-03-02 中国石油大学(华东) 一种基于自拉曼与opo相结合的激光器
CN108923236A (zh) * 2018-08-01 2018-11-30 山东大学 一种基于钕离子掺杂的钒酸盐晶体激光器
CN111092360A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 海罗尼克株式会社 激光系统
CN113889833A (zh) * 2021-08-17 2022-01-04 中国科学院理化技术研究所 一种混合式泵浦激光器
CN114927932A (zh) * 2022-07-21 2022-08-19 山东省科学院激光研究所 一种可自动切换工作制式的多用途1064nm激光器

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103427322A (zh) * 2012-05-15 2013-12-04 天津梅曼激光技术有限公司 激光二极管泵浦多晶体调q激光器
CN102856785A (zh) * 2012-09-06 2013-01-02 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种端面与侧面复合泵浦的装置及激光器
CN105006738A (zh) * 2015-08-12 2015-10-28 广州安特激光技术有限公司 并联端泵串联放大高功率激光器
CN105375328A (zh) * 2015-12-08 2016-03-02 中国石油大学(华东) 一种基于自拉曼与opo相结合的激光器
CN105375328B (zh) * 2015-12-08 2018-09-21 中国石油大学(华东) 一种基于自拉曼与opo相结合的激光器
CN108923236A (zh) * 2018-08-01 2018-11-30 山东大学 一种基于钕离子掺杂的钒酸盐晶体激光器
CN111092360A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 海罗尼克株式会社 激光系统
CN113889833A (zh) * 2021-08-17 2022-01-04 中国科学院理化技术研究所 一种混合式泵浦激光器
CN114927932A (zh) * 2022-07-21 2022-08-19 山东省科学院激光研究所 一种可自动切换工作制式的多用途1064nm激光器

Also Published As

Publication number Publication date
CN101202412B (zh) 2011-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101202412B (zh) 一种固体激光器
CN103996968B (zh) 一种复合腔结构的自拉曼黄光激光器
CN101232148A (zh) 半导体二极管双端泵浦高功率紫外激光器的设计方法
CN101308991A (zh) 耦合腔式拉曼倍频全固体黄光激光器
CN106684674A (zh) 一种双晶体复合增益的内腔拉曼黄光激光器
CN102761051A (zh) 小型化连续波人眼安全拉曼激光器
CN102208745A (zh) 小型化被动调q人眼安全拉曼激光器
CN102088158B (zh) 一种获得高功率紫外激光的方法及装置
Jing-Liang et al. Continuous-wave output of 5.5 W at 532 nm by intracavity frequency doubling of an Nd: YVO4 laser
CN101000997A (zh) 波长为916nm的Nd:LuVO4激光器
Chen et al. High-repetition-rate eye-safe optical parametric oscillator intracavity pumped by a diode-pumped Q-switched Nd: YVO 4 laser
CN101308993A (zh) 内腔式拉曼倍频全固体黄光激光器
CN101299512A (zh) 自拉曼倍频全固体黄光激光器
CN101964498A (zh) 一种种子注入式ArF准分子激光装置
CN201149952Y (zh) 自拉曼倍频固体黄光激光器
Simons et al. Small-scale, all-solid-state, frequency-doubled intracavity Raman laser producing 5 mW yellow–orange output at 598 nm
CN101159364A (zh) LD端泵Nd:YAG/SrWO4/KTP黄光激光器
Liu et al. Continuous-Wave Ultraviolet Generation at 349 nm by Intracavity Frequency Doubling of a Diode-Pumped $\hbox {Pr: LiYF} _ {4} $ Laser
Liu et al. Diode end-pumped Q-switched high-power intracavity frequency-doubled Nd: GdVO4/KTP green laser
CN206595543U (zh) 一种双晶体复合增益的内腔拉曼黄光激光器
CN101159363A (zh) LD端泵Nd:YVO4/KTP黄光激光器
CN111725698A (zh) 一种全固态拉曼倍频深红色激光器及激光产生方法
CN102522691A (zh) 采用直线腔的掺钕连续紫外激光器
CN112886376A (zh) 一种高功率激光器
CN212485790U (zh) 一种全固态拉曼倍频深红色激光器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110615

Termination date: 20121130