CN102263364A - 泵浦光高效利用的端面泵浦激光器 - Google Patents

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Abstract

一种端面泵浦激光器，包括：泵浦激光器，耦合透镜和激光晶体，所述泵浦激光器输出为线偏振光，所述耦合透镜用于将泵浦激光器的输出光耦合进入激光晶体，其特征在于：所述泵浦激光器和激光晶体之间还设置有偏振分束镜和1/4波片，所述1/4波片是泵浦光的四分之一波片，并且所述1/4波片相对于偏振分束镜来说更靠近所述激光晶体侧，所述激光晶体的与泵浦光入射端相反的一端侧设置有泵浦光反射元件，所述泵浦激光器发出的线偏振光能够透射偏振分束镜，并且能够将偏振方向旋转90度之后的所述线偏振光沿原路反射。

Description

泵浦光高效利用的端面泵浦激光器
技术领域
本发明涉及一种激光器，主要涉及一种固体激光器，属于光电子技术领域。
背景技术
气体或固体激光器是目前非常常用的激光器，目前所使用的固体激光器大多使用LD进行泵浦，泵浦光由端面或侧面进入设置有激光增益介质的谐振腔内，以对激光增益介质进行泵浦，从而产生激光，所产生的激光可能是基频光，而此基频光并不是我们所需要的，此时可能还需要在谐振腔内部或外部增加一个倍频晶体，实现基频光的倍频，从而得到我们所需要的激光。现有技术中的端面泵浦如附图1所示，其包括泵浦源1.1，耦合透镜1.2以及激光晶体1.3。其中泵浦源1.1和耦合透镜1.2均位于激光晶体的一端侧，这种结构为端面泵浦，一般情况下，激光晶体1.3的泵浦光输入端镀有泵浦光增透膜，基频光高反膜，而激光晶体1.3的另外一端为了实现充分利用泵浦光的目的而镀有泵浦光高反膜，以使得未被充分利用的剩余的泵浦光再次进入激光晶体实现对激光晶体的泵浦作用。在上述结构，也可能是在激光晶体的两端并未具有上述膜层结构，而在激光晶体的两侧各设置一个镜子，分别作为腔镜，使用镀膜则是以膜层来代替了腔镜。但是无论对于哪种情况来说，如果在激光晶体的出射端设置泵浦光的高反膜都会带来一个问题，那就是泵浦光被反射回激光晶体之后可能并未被激光晶体全部吸收，则导致一部分泵浦光被反射回泵浦激光源，这就产生了两个问题，一个问题是泵浦光反射回泵浦源可能破坏或影响泵浦源，另外一个方面就是泵浦光泄露出了激光晶体从而产生浪费，但是如果不在激光晶体出射端设置泵浦光高反膜，则会产生泵浦光的重大损失，这个矛盾是目前需要解决的一个问题。
现有技术中为了实现充分利用泵浦光并且不会将泵浦光反射回泵浦源而设计一种侧面泵浦技术，也即是在侧面将泵浦光倾斜射入留有入射窗口的泵浦光反射腔内，这种泵浦技术虽然在一定程度上解决了上述问题，但是这种技术结构复杂，并且利用的侧面泵浦技术，而在实际情况中，由于条件或组装的限制，我们可能只能采用端面泵浦技术。
本发明就是针对上述的问题而提出的，提供一种端面泵浦激光器，其能够在充分利用泵浦光的同时而不会将泵浦光反射回泵浦源。
发明内容
根据本发明的一实施例，提供了一种端面泵浦激光器，包括：泵浦激光器，耦合透镜和激光晶体，所述泵浦激光器输出为线偏振光，所述耦合透镜用于将泵浦激光器的输出光耦合进入激光晶体，其特征在于：所述泵浦激光器和激光晶体之间还设置有偏振分束镜和1/4波片，所述1/4波片是泵浦光的四分之一波片，并且所述1/4波片相对于偏振分束镜来说更靠近所述激光晶体，所述激光晶体的与泵浦光入射端相反的一端侧设置有泵浦光反射元件，所述泵浦激光器发出的线偏振光能够透射偏振分束镜，并且能够将偏振方向旋转90度之后的所述线偏振光沿原路反射。
优选的，所述激光晶体的泵浦光入射端设置有泵浦光增透膜。
优选的，所述激光晶体与1/4波片之间设置有激光晶体激光的反射元件。
优选的，所述激光晶体激光的反射元件是镀在激光晶体的泵浦光入射端面上的反射膜或单独的反射镜。
优选的，所述泵浦光反射元件是镀在激光晶体端面上的反射膜或单独的反射镜。
根据本发明的另外一个实施例，提供了一种端面泵浦激光器的方法，包括：使用耦合透镜将泵浦激光器发出的线偏振的泵浦光耦合进入激光晶体，在所述泵浦光进入激光晶体之前先后穿过偏振分束镜和1/4波片，所述的泵浦光在穿过所述1/4波片之后变为圆偏振光并以圆偏振光的形式进入所述激光晶体，该圆偏振泵浦光在穿过激光晶体之后被该激光晶体另外一端侧的泵浦光反射元件沿原路反射回激光晶体，并再次穿过所述1/4波片变为偏振方向旋转了90度的线偏振光，该旋转了90度的线偏振光被所述偏振分束镜沿原路反射回去。
优选的，所述激光晶体的泵浦光入射端设置有泵浦光增透膜。
优选的，所述激光晶体与1/4波片之间设置有激光晶体激光的反射元件。
优选的，所述激光晶体激光的反射元件是镀在激光晶体的泵浦光入射端面上的反射膜或单独的反射镜。
优选的，所述泵浦光反射元件是镀在激光晶体端面上的反射膜或单独的反射镜。
附图说明
附图1是现有技术中端面泵浦的示意图；
附图2是本发明端面泵浦激光器的示意图；
在上述的两个图中，1.1表示泵浦激光器，2.1表示具有输出线偏振光的泵浦激光器，1.2和2.2均表示耦合透镜，1.3和2.3均表示激光晶体，2.4表示偏振分束镜，2.5表示1/4波片。
具体实施方式
下面将在结合附图的基础上详细描述本发明的激光器，该激光器包括：输出线偏振光的泵浦激光器2.1，耦合透镜2.2和激光晶体2.3，其中耦合透镜用于将泵浦激光器发出的泵浦光耦合进入激光晶体2.3，其特征在于：在泵浦激光器2.1和激光晶体2.3之间还包括偏振分束镜2.4和1/4波片2.5，其中1/4波片是泵浦光波长的1/4波片，并且该1/4波片相对于偏振分束镜来说其所处的位置更靠近激光晶体，激光晶体2.3的激光出射端面侧设置有泵浦管反射元件。
下面将介绍该激光器的工作原理，泵浦激光器2.1输出的线偏振光能够透射偏振分束镜2.4，由于1/4波片2.5处于偏振分束镜之后，当线偏振光经过1/4波片之后就会变成圆偏振光，该圆偏振光进入激光晶体对激光晶体进行泵浦作用，剩余的泵浦源则被激光晶体的激光出射端的反射元件沿原路反射回来，当被反射回来的泵浦再次经过1/4波片后，就会由圆偏振光再次变为线偏振光，但是此时的线偏振光已经相对于原来的线偏振光旋转了90度，该旋转了90度的线偏振光此时不能再次透射偏振分束镜，而是被偏振分束镜沿原路反射回激光晶体内，这样，该部分泵浦光就不会反射回泵浦激光器内，并且由于该部分泵浦光再一次被反射回了激光晶体内，其可以再次得到利用。虽然可能会发生以下的情况，也即被偏振分束镜反射的泵浦光再次被激光晶体出射端的反射元件反射回来并透射偏振分束镜，但是此时由于该部分泵浦光实际上已经在激光晶体内经过了两个来回往返，此时即使有剩余，那么剩余量也非常小的，其产生的影响可以忽略不计。通过以上的设置方式，可以实现泵浦光在激光晶体内多行走一个往返，在避免过剩泵浦光反射回泵浦激光器的同时还实现了泵浦光的充分利用，很好的解决了目前端面泵浦中所存在的问题。
对于耦合透镜，偏振分束镜以及1/4波片之间的位置关系，虽然附图2中所给出的实施例中是耦合透镜，偏振分束镜和1/4波片顺序排列的方式，但是三者的位置关系并不限于上述这一种情况，其中的耦合透镜的位置可以任意设置，只要能够实现将泵浦光耦合进入激光晶体的作用即可，而偏振分束镜和1/4波片之间的位置关系只要能够保证1/4波片相对于偏振分束镜来说更靠近激光晶体侧即可，其中的偏振分束镜可以采用市场上可以得到的任何偏振棱镜，只要能够实现透射线偏振光并将旋转90度之后的线偏振光沿原路反射回去即可。
为了减少光反射的损失，优选在激光晶体的泵浦光入射端面上设置有泵浦光增透膜，以及为了实现激光振荡的作用并防止1/4波片可能对激光晶体的激光可能产生影响，在激光晶体与1/4波片设置有激光晶体激光的反射元件，该反射元件可以是一个单独的反射镜，也可以是在激光晶体的泵浦光入射端面上的反射膜。
激光晶体的激光出射端的泵浦光的反射元件可以是一个单独的反射镜，也可以是在该出射端上的反射膜。
使用上述装置的泵浦方法如下：使用耦合透镜将泵浦激光器发出的线偏振的泵浦光耦合进入激光晶体，在所述泵浦光进入激光晶体之前先后穿过偏振分束镜和1/4波片，所述的泵浦光在穿过所述1/4波片之后变为圆偏振光并以圆偏振光的形式进入所述激光晶体，该圆偏振泵浦光在穿过激光晶体之后被该激光晶体另外一端侧的泵浦光反射元件沿原路反射回激光晶体，并再次穿过所述1/4波片变为偏振方向旋转了90度的线偏振光，该旋转了90度的线偏振光被所述偏振分束镜沿原路反射回去。

Claims (10)

1.一种端面泵浦的激光器，包括：泵浦激光器，耦合透镜和激光晶体，所述泵浦激光器输出为线偏振光，所述耦合透镜用于将泵浦激光器的输出光耦合进入激光晶体，其特征在于：所述泵浦激光器和激光晶体之间还设置有偏振分束镜和1/4波片，所述1/4波片是泵浦光的四分之一波片，并且所述1/4波片相对于偏振分束镜来说更靠近所述激光晶体侧，所述激光晶体的与泵浦光入射端相反的一端侧设置有泵浦光反射元件，所述泵浦激光器发出的线偏振光能够透射偏振分束镜，并且能够将偏振方向旋转90度之后的所述线偏振光沿原路反射。
2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于：所述激光晶体的泵浦光入射端设置有泵浦光增透膜。
3.根据权利要求1或2所述的激光器，其特征在于：所述激光晶体与1/4波片之间设置有激光晶体激光的反射元件。
4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于：所述激光晶体激光的反射元件是镀在激光晶体的泵浦光入射端面上的反射膜或单独的反射镜。
5.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于：所述泵浦光反射元件是镀在激光晶体端面上的反射膜或单独的反射镜。
6.一种端面泵浦激光器的方法，包括：使用耦合透镜将泵浦激光器发出的线偏振的泵浦光耦合进入激光晶体，在所述泵浦光进入激光晶体之前先后穿过偏振分束镜和1/4波片，所述的泵浦光在穿过所述1/4波片之后变为圆偏振光并以圆偏振光的形式进入所述激光晶体，该圆偏振泵浦光在穿过激光晶体之后被该激光晶体另外一端侧的泵浦光反射元件沿原路反射回激光晶体，并再次穿过所述1/4波片变为偏振方向旋转了90度的线偏振光，该旋转了90度的线偏振光被所述偏振分束镜沿原路反射回去。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述激光晶体的泵浦光入射端设置有泵浦光增透膜。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述激光晶体与1/4波片之间设置有激光晶体激光的反射元件。
9.根据权利要求8所述的方法，所述激光晶体激光的反射元件是镀在激光晶体的泵浦光入射端面上的反射膜或单独的反射镜。
10.根据权利要求8所述的方法，所述泵浦光反射元件是镀在激光晶体端面上的反射膜或单独的反射镜。
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