CN105703210B - 大口径均匀放大激光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大口径均匀放大激光模块，能够使用直径较大较长的晶体棒进行激光放大且达到均匀增益输出，包括：环状的泵浦bar条结构、晶体棒、玻璃套管(2)和结构件。泵浦bar条结构包括多个泵浦块、每个泵浦块由bar条(4)，冷却热沉(5)和冷却水管(6)构成；bar条(4)和冷却热沉(5)连接，冷却热沉(5)的内部设有冷却水通道；其中的两个冷却热沉(5)上分别设有与冷却水通道连通的出水管(8)和进水管(7)；从设有进水管(7)的冷却热沉(5)到设有出水管(8)的冷却热沉(5)，多个冷却水通道通过多个冷却水管(6)依次串联，形成环状；bar条(4)靠近环状的泵浦bar条结构所在的中心轴；晶体棒设在玻璃套管(2)中；沿玻璃套管(2)的长度所在方向，多个直径相同或者不同的环状的泵浦bar条结构套在玻璃套管(2)上。

Description

大口径均匀放大激光模块
技术领域
本发明涉及激光器件领域，具体而言，涉及大口径均匀放大激光模块。
背景技术
(polycrystalline aluminum-yttrium garnet，YAG)的化学式为Y3Al5O12，或写为3Y2O3·5Al2O3，其中Y2O3为57.06wt％，Al2O3为42.94wt％，是一种综合性能，包括光学、力学和热学均优良的激光基质。在中小功率激光器件中，目前使用钇铝石榴石制成的钇铝石榴石晶体(Nd:YAG)的实用数量远远超过其他激光工作物质。在实际制备时是将一定比例的Al2O2、Y2O2和Nd2O3在单晶炉中熔化结晶制成钇铝石榴石晶体。在钇铝石榴石晶体生长过程中主要采用提拉法，又称切克劳斯基法(Czochralsik)、CZ法。生长得到的晶体毛坯。由于钇铝石榴石晶体具有优良的热学性能，因此非常适合制成激光工作物质。
提拉法的缺点是熔体的液流作用、传动装置的振动和温度的波动都会对晶体的质量产生影响。由于晶体自身的特性，随着晶体生长长度的增长，其两端的掺杂浓度会逐渐升高。通常的晶体棒的制作方法是沿着晶体毛胚生长方向加工，晶体棒的长度决定了晶体棒上掺杂浓度的差异大小，加工直径8mm及以上晶体棒的长度通常大于100mm，100mm的晶体棒上会存在20％-30％的掺杂浓度差异。
存在的问题：通常使用的激光放大模块由bar条、冷却热沉和冷却水管构成泵浦块，由多个泵浦块连接构成板状的泵浦bar条结构，在激光放大模块中多个板状的泵浦bar条结构围绕晶体棒排布。每个泵浦bar条结构上的bar条距晶体棒的距离相同且固定，而且掺杂浓度与晶体棒对泵浦光的吸收系数成正比，对于直径较大较长的晶体棒，其本体上的掺杂浓度梯度过高，晶体棒两端的吸收系数和中部的吸收系数不一致，差值较大，使得晶体棒上的整体泵浦不均匀，进而导致最终的增益输出不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大口径均匀放大激光模块，以解决上述问题。
在本发明的实施例中提供的大口径均匀放大激光模块，包括:环状的泵浦bar条结构、电动控制块、伸缩螺杆、晶体棒、玻璃套管和结构件；
所述泵浦bar条结构包括多个泵浦块，每个所述泵浦块由bar条，冷却热沉和冷却水管构成；所述bar条和所述冷却热沉连接，所述冷却热沉的内部设有冷却水通道；其中的两个所述冷却热沉上分别设有与所述冷却水通道连通的出水管和进水管；从设有所述进水管的所述冷却热沉到设有所述出水管的所述冷却热沉，多个所述冷却水通道通过多个所述冷却水管依次串联，形成环状；所述bar条靠近环状的所述泵浦bar条结构所在的中心轴；
所述晶体棒设在所述玻璃套管中；沿所述玻璃套管的长度所在方向，多个直径相同或者不同的环状的所述泵浦bar条结构套在所述玻璃套管上，所述玻璃套管通过所述结构件固定在由多个环状的所述泵浦bar条结构构成的中空部，所述玻璃套管的外壁与每个泵浦bar条结构中的每个所述bar条之间均留有调节间隙；
所述伸缩螺杆的一端和所述电动控制块转动连接，其另一端和所述冷却热沉连接，所述电动控制块通过外界提供的电信号旋转所述伸缩螺杆，调节所述bar条到所述晶体棒的距离；
还包括将每个所述电动控制块分别固定的固定外壳。
本发明提供的大口径均匀放大激光模块中，将多个由bar条，冷却热沉和冷却水管构成的泵浦块连接成环状的泵浦bar条结构，将多个环状的泵浦bar条结构的直径相同或者不同，套在装载有晶体棒的玻璃套管上，玻璃套管和每个环状的泵浦bar条结构中的bar条之间均留有调节间隙。同时，与冷却热沉连接有电动控制块，在电动控制块上设有伸缩螺杆，伸缩螺杆的一端和电动控制块转动连接，其另一端和冷却热沉连接，电动控制块通过固定外壳固定，并通过外界提供的电信号旋转伸缩螺杆，调节bar条到所述晶体棒的距离。
也就是能够通过电动控制块调整并控制bar条与晶体棒之间的距离来弥补晶体在生长过程中产生的缺陷，形成一个泵浦bar条结构与其相对应的一段晶体棒之间的小范围的均匀泵浦，进而实现激光模块的均匀增益输出。
通过大量的光学追迹模拟分析和实验测试，得知bar条到晶体棒的距离与泵浦均匀特性的规律，例如针对直径15mm的钇铝石榴石晶体，在0.8％的掺杂浓度下，bar条到晶体棒的距离为8mm、10mm、12mm和14mm时，得到的晶体棒截面上的能量密度分布如图1所示，在距离为8mm时，明显中间存在严重的能量交叠突起；对于距离为14mm时，中间就过于凹陷。
本发明通过控制bar条到晶体棒的距离来实现一定吸收系数范围内的均匀泵浦，弥补晶体棒生长过程中存在的缺陷问题。并通过固定外壳固定的电动控制块来调节bar条到晶体棒的距离，针对不同注入泵浦功率进行均匀性的精确控制，实现晶体棒全范围泵浦均匀性的精确控制，进而实现最终的均匀增益放大。所以，本发明提供的大口径均匀放大激光模块中能够使用直径较大长度较长的晶体棒进行激光放大，并且能够达到均匀增益输出的目的。
附图说明
图1为本发明提供的晶体棒截面上的能量密度分布图；
图2为由8个泵浦块构成的泵浦bar条结构示意图；
图3为内壁上设有凸起的玻璃套的结构示意图；
图4为内壁设有凸起的玻璃套管及复合结构晶体棒的组合结构示意图；
图5为多个半径不同的泵浦bar条结构套在一个内设有晶体棒的玻璃套管上的结构示意图；
图6为多个半径不同的泵浦bar条结构套在一个内设有晶体棒的玻璃套管上的剖面图；
图7为包含电动控制块的一个泵浦bar条结构示意图；
1.晶体短棒，2.玻璃套管，3.固定凸起，4.bar条，5.冷却热沉，6.冷却水管，7.进水管，8.出水管，9.电动控制块，10.伸缩螺杆，11.固定外壳。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1：如图2-图7所示
大口径均匀放大激光模块，包括:环状的泵浦bar条结构、电动控制块9、伸缩螺杆10、晶体棒、玻璃套管2和结构件；
所述泵浦bar条结构包括多个泵浦块，每个所述泵浦块由bar条4，冷却热沉5和冷却水管6构成；所述bar条4和所述冷却热沉5连接，所述冷却热沉5的内部设有冷却水通道；其中的两个所述冷却热沉5上分别设有与所述冷却水通道连通的出水管8和进水管7；从设有所述进水管7的所述冷却热沉5到设有所述出水管8的所述冷却热沉5，多个所述冷却水通道通过多个所述冷却水管6依次串联，形成环状；所述bar条4靠近环状的所述泵浦bar条结构所在的中心轴；
所述晶体棒设在所述玻璃套管2中；沿所述玻璃套管2的长度所在方向，多个直径相同或者不同的环状的所述泵浦bar条结构套在所述玻璃套管2上，所述玻璃套管2通过所述结构件固定在由多个环状的所述泵浦bar条结构构成的中空部，所述玻璃套管2的外壁与每个泵浦bar条结构中的每个所述bar条4之间均留有调节间隙；
所述伸缩螺杆10的一端和所述电动控制块9转动连接，其另一端和所述冷却热沉5连接，所述电动控制块9通过外界提供的电信号旋转所述伸缩螺杆10，调节所述bar条4到所述晶体棒的距离。
本发明提供的大口径均匀放大激光模块中，将多个由bar条4，冷却热沉5和冷却水管6构成的泵浦块连接成环状的泵浦bar条结构，将多个环状的泵浦bar条结构的直径相同或者不同，套在装载有晶体棒的玻璃套管2上，玻璃套管2和每个环状的泵浦bar条结构中的bar条4之间均留有调节间隙。同时，与冷却热沉5连接有电动控制块9，在电动控制块9上设有伸缩螺杆10，伸缩螺杆10的一端和电动控制块9转动连接，其另一端和冷却热沉5连接，电动控制块9通过固定外壳11固定，并通过外界提供的电信号旋转伸缩螺杆10，调节bar条4到所述晶体棒的距离。
也就是能够通过电动控制块9调整并控制bar条4与晶体棒之间的距离来弥补晶体在生长过程中产生的缺陷，形成一个泵浦bar条结构与其相对应的一段晶体棒之间的小范围的均匀泵浦，进而实现激光模块的均匀增益输出。
通过大量的光学追迹模拟分析和实验测试，得知bar条4到晶体棒的距离与泵浦均匀特性的规律，例如针对直径15mm的钇铝石榴石晶体，在0.8％的掺杂浓度下，bar条4到晶体棒的距离为8mm、10mm、12mm和14mm时，得到的晶体棒截面上的能量密度分布如图1所示，在距离为8mm时，明显中间存在严重的能量交叠突起；对于距离为14mm时，中间就过于凹陷。
本发明通过控制bar条4到晶体棒的距离来实现一定吸收系数范围内的均匀泵浦，弥补晶体棒生长过程中存在的缺陷问题。并通过固定外壳11固定的电动控制块9来调节bar条4到晶体棒的距离，针对不同注入泵浦功率进行均匀性的精确控制，实现晶体棒全范围泵浦均匀性的精确控制，进而实现最终的均匀增益放大。所以，本发明提供的大口径均匀放大激光模块中能够使用直径较大长度较长的晶体棒进行激光放大，并且能够达到均匀增益输出的目的。
实施例2：
大口径均匀放大激光模块，包括:环状的泵浦bar条结构、电动控制块9、伸缩螺杆10、晶体棒、玻璃套管2和结构件；
所述泵浦bar条结构包括多个泵浦块，每个所述泵浦块由bar条4，冷却热沉5和冷却水管6构成；所述bar条4和所述冷却热沉5连接，所述冷却热沉5的内部设有冷却水通道；其中的两个所述冷却热沉5上分别设有与所述冷却水通道连通的出水管8和进水管7；从设有所述进水管7的所述冷却热沉5到设有所述出水管8的所述冷却热沉5，多个所述冷却水通道通过多个所述冷却水管6依次串联，形成环状；所述bar条4靠近环状的所述泵浦bar条结构所在的中心轴；
所述晶体棒设在所述玻璃套管2中；沿所述玻璃套管2的长度所在方向，多个直径相同或者不同的环状的所述泵浦bar条结构套在所述玻璃套管2上，所述玻璃套管2通过所述结构件固定在由多个环状的所述泵浦bar条结构构成的中空部，所述玻璃套管2的外壁与每个泵浦bar条结构中的每个所述bar条4之间均留有调节间隙；
所述伸缩螺杆10的一端和所述电动控制块9转动连接，其另一端和所述冷却热沉5连接，所述电动控制块9通过外界提供的电信号旋转所述伸缩螺杆10，调节所述bar条4到所述晶体棒的距离。
本发明提供的大口径均匀放大激光模块中，将多个由bar条4，冷却热沉5和冷却水管6构成的泵浦块连接成环状的泵浦bar条结构，将多个环状的泵浦bar条结构的直径相同或者不同，套在装载有晶体棒的玻璃套管2上，玻璃套管2和每个环状的泵浦bar条结构中的bar条4之间均留有调节间隙。同时，与冷却热沉5连接有电动控制块9，在电动控制块9上设有伸缩螺杆10，伸缩螺杆10的一端和电动控制块9转动连接，其另一端和冷却热沉5连接，电动控制块9通过固定外壳11固定，并通过外界提供的电信号旋转伸缩螺杆10，调节bar条4到所述晶体棒的距离。
也就是能够通过电动控制块9调整并控制bar条4与晶体棒之间的距离来弥补晶体在生长过程中产生的缺陷，形成一个泵浦bar条结构与其相对应的一段晶体棒之间的小范围的均匀泵浦，进而实现激光模块的均匀增益输出。
通过大量的光学追迹模拟分析和实验测试，得知bar条4到晶体棒的距离与泵浦均匀特性的规律，例如针对直径15mm的钇铝石榴石晶体，在0.8％的掺杂浓度下，bar条4到晶体棒的距离为8mm、10mm、12mm和14mm时，得到的晶体棒截面上的能量密度分布如图1所示，在距离为8mm时，明显中间存在严重的能量交叠突起；对于距离为14mm时，中间就过于凹陷。
本发明通过控制bar条4到晶体棒的距离来实现一定吸收系数范围内的均匀泵浦，弥补晶体棒生长过程中存在的缺陷问题。并通过固定外壳11固定的电动控制块9来调节bar条4到晶体棒的距离，针对不同注入泵浦功率进行均匀性的精确控制，实现晶体棒全范围泵浦均匀性的精确控制，进而实现最终的均匀增益放大。所以，本发明提供的大口径均匀放大激光模块中能够使用直径较大长度较长的晶体棒进行激光放大，并且能够达到均匀增益输出的目的。
其中，加载到电动控制块9上的电信号可以是由测得的晶体截面内部的光斑均匀性拟合出来的曲线，因此可以通过外部电信号来实现对模块泵浦均匀性的调节。也可以是由直接的电压调节。
为了方便加工和使用，优选地，所述玻璃套管2为圆柱形管。
所述玻璃套管2的内壁上设有多个用于固定晶体棒的固定凸起3，使晶体棒和所述玻璃套管2的内壁之间留有供冷却水通过的通道。
为了能够快速扩散晶体棒和玻璃管之间产生的热量，可以在玻璃套管2内充入冷却水。冷却水沿着玻璃套管2与晶体棒之间的通过流动，带走其中产生的热量。
所述玻璃套管2的内壁上设有多组所述固定凸起3，每组所述固定凸起3
沿玻璃套管的径向均匀分布在所述玻璃套管2的内壁上。
为了能够将晶体棒稳定地固定，同时能够和玻璃套管2的内壁分离，可以设置每组固定凸起3包括三个，三个固定凸起3沿所述玻璃套管2的截面均匀分布在其内壁上。每个所述玻璃套管2的内壁上至少设置两组所述凸起3。
为了能够将玻璃套管2和晶体棒稳固连接，可以设置固定凸起3与玻璃套管2的内壁固定连接，然后再将固定凸起3和玻璃棒固定连接。
晶体棒为由多个晶体短棒1相互连接构成的晶体长棒；
多个晶体短棒1均为在晶体毛坯上，沿和晶体毛坯的生长方向垂直的方向上加工制得。
现有技术中使用的晶体棒是沿着晶体毛坯的生长方向加工制成的晶体长棒，但是因为晶体毛坯在生长过程中，随着长度的增长，两端的掺杂浓度逐渐升高，所以，沿晶体毛坯的生长方向加工晶体棒时，晶体棒两端的掺杂浓度较高。
为了减少晶体棒的掺杂浓度梯度。可以在晶体毛坯上沿和其的生长方向垂直的方向上加工晶体棒，也就是沿着晶体毛坯的横截面方向加工晶体棒，此时，加工成的每个较短的晶体棒上的掺杂浓度梯度较小，将加工成的多个晶体短棒1的端部相互连接成晶体长棒。将该晶体长棒应用于本发明中所述的大口径均匀放大激光模块中，精确匹配每个泵浦bar条结构的半径尺寸与晶体短棒1之间的吸收细数的关系，在每个晶体短棒1的周部分别设置不同直径的泵浦bar条结构以达到小范围的均匀泵浦。进而达到晶体长棒整体的均匀泵浦增益输出。
将多个晶体短棒1连接时，可以在相邻的两个晶体短棒1的连接面上设置增透膜，或者将相邻的两个近体短棒通过键合的方式连接。
还可以给所述的大口径均匀放大激光模块上增设一个对光斑输出信号的采集系统，将所述采集系统和所述晶体棒电连接。
还包括对晶体棒输出的光斑信号的采集系统，该采集系统和激光模块通过电信号相互传递信息。
增设的采集系统能够实时将晶体棒截面上的能量信号实时采集，并可以最终呈现在测试屏幕上，通过测试屏幕上实时呈现的晶体棒截面上的能量密度分布图来通过电动控制块9和螺旋螺杆来进一步调节晶体棒和bar条4之间的距离，进而调节到晶体棒与bar条4之间距离最优化的状态。通过电动调节系统的引入，放大模块不仅能够对固定的输入信号光形成均匀度20％以内的放大，还能够适应被放大光束本身能量密度的变化，保证在不同的注入信号光条件下，被放大光束输出均匀的一致性。
实验例1：
参考图2-图6制作一个本发明所述的大口径均匀放大激光模块。
首先需要制作该模块的复合结构晶体棒。复合结构晶体棒采用沿着X轴方向，从采用提拉法生长出的钇铝石榴石棒料上加工出的8个长度90mm、直径10mm的晶体短棒；
从中进行挑选，得到的2个掺杂浓度相近的晶体短棒，第1根掺杂浓度一端0.6％，另一端0.74％；第2根掺杂浓度一端0.63％，另一端0.79％。
然后制作泵浦bar条结构。每个泵浦bar条结构由8个泵浦块构成，每个晶体短棒周围排布8组泵浦bar条结构。
通过测试分析后，匹配掺杂浓度与距离的精确关系得到如下数据：
第1组泵浦bar条结构沿着第一根晶体短棒的排圈直径分别为：14.0mm、14.6mm、14.6mm、15.9mm、15.9mm、17.1mm、17.1mm、17.1mm；
第2组泵浦bar条结构沿着第二根晶体短棒的排圈直径分别为14.3mm、14.9mm、14.9mm、16.3mm、16.3mm、18.0mm、18.0mm、18.0mm。
将上述每组的8个泵浦bar条结构分别与各自匹配的一根晶体短棒固定连接，其中交错排布，针对一段晶体短棒进行泵浦。
本实验包含2段晶体短棒，采用同轴排布的方式，每段两侧镀1064nm的增透膜，这样通过泵浦距离调节实现了均匀泵浦。
在2根晶体短棒组成的复合结构晶体棒的外侧，装有用来通过冷却水的玻璃套管。玻璃套管的外径16mm，内径14mm，在内侧包括通过烧结添加的4组、每组3个的支撑凸起。这12个支撑凸起将连接成的晶体长棒与玻璃套管的内壁分离开，构成了冷却晶体棒的水通道。
将上述结构的复合结构晶体棒、玻璃套管、泵浦bar条结构通过结构件进行固定，并将冷水通道进行总分连接，就可以构成个本发明所述的大口径均匀放大激光模块。
本实验例提供的大口径均匀放大激光模块能够实现在晶体棒径向截面上能量密度起伏小于20％，而现有激光模块由于没有进行本专利所述的补偿，能量密度起伏通常在100％以上。
实验例2：
参考图2-图6制作一个本发明所述的大口径均匀放大激光模块。
首先需要制作该模块的复合结构晶体棒。采用沿着Y轴方向，从采用提拉法生长出的5根钇铝石榴石棒料上加工出的30个长度25mm、直径13mm的晶体短棒；
从中进行挑选，得到的6个掺杂浓度相近的晶体短棒，掺杂浓度在一端0.5±0.05％，另一端0.7±0.05％，通过键合构成复合结构晶体棒。
制作泵浦bar条结构时，每个泵浦bar条结构由5个泵浦块构成，每根晶体短棒周围排布3组泵浦bar条结构。
通过测试分析后，匹配掺杂浓度与距离的精确关系得到如下数据：
泵浦bar条结构沿着晶体短棒的排圈直径分别为：12.0mm、12.3mm、12.6mm、13.1mm。将上述4个泵浦bar条结构作为一个循环，进行6次周期排布。本实施例复合结构晶体棒两侧镀1064nm的增透膜。
在复合结构晶体棒的外侧，装有用来通过冷却水的玻璃套管。玻璃套管外径19mm，内径15mm。在复合结构晶体棒的外壁和玻璃套管的内壁之间构成了冷却晶体棒的水通道。复合结构晶体棒通过两段的橡胶圈固定。
将上述结构的复合结构晶体棒、玻璃套管、泵浦bar条结构通过结构件进行固定，并将冷水通道进行总分连接，就可以构成个本发明所述的大口径均匀放大激光模块。通过复合结构晶体棒的制作，并将该复合结构晶体棒应用在本发明提供的大口径激光方法模块中，可以进一步降低晶体棒中的吸收系数的漂移，实现泵浦后能量密度起伏小于8％。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.大口径均匀放大激光模块，其特征在于，包括:环状的泵浦bar条结构、晶体棒、玻璃套管和结构件；
所述泵浦bar条结构包括多个泵浦块，每个所述泵浦块由bar条，冷却热沉和冷却水管构成；所述bar条和所述冷却热沉连接，所述冷却热沉的内部设有冷却水通道；其中的两个所述冷却热沉上分别设有与所述冷却水通道连通的出水管和进水管；从设有所述进水管的所述冷却热沉到设有所述出水管的所述冷却热沉，多个所述冷却水通道通过多个所述冷却水管依次串联，形成环状；所述bar条靠近环状的所述泵浦bar条结构所在的中心轴；
所述晶体棒设在所述玻璃套管中；沿所述玻璃套管的长度所在方向，多个直径相同或者不同的环状的所述泵浦bar条结构套在所述玻璃套管上，所述玻璃套管通过所述结构件固定在由多个环状的所述泵浦bar条结构构成的中空部，所述玻璃套管的外壁与每个泵浦bar条结构中的每个所述bar条之间均留有间隙；
每个所述泵浦块均对应设置一个电动控制块以及一个伸缩螺杆，所述泵浦块中的所述冷却热沉通过所述伸缩螺杆与所述电动控制块连接；所述电动控制块根据外界提供的电信号控制所述伸缩螺杆的旋转，调节所述bar条到所述晶体棒的距离；
还包括将每个所述电动控制块分别固定的固定外壳。
2.根据权利要求1所述的大口径均匀放大激光模块，其特征在于，
所述玻璃套管为圆柱形管。
3.根据权利要求1所述的大口径均匀放大激光模块，其特征在于，
所述玻璃套管的内壁上设有多个用于固定所述晶体棒的固定凸起，所述晶体棒和所述玻璃套管的内壁之间留有供冷却水通过的通道。
4.根据权利要求3所述的大口径均匀放大激光模块，其特征在于，
所述玻璃套管的内壁上设有多组所述固定凸起；
每组包括三个所述固定凸起，每组所述固定凸起沿所述玻璃套管的径向均匀分布在所述玻璃套管的内壁上。
5.根据权利要求1所述的大口径均匀放大激光模块，其特征在于，
每个所述固定凸起均和所述玻璃套管的内壁固定连接。
6.根据权利要求1所述的大口径均匀放大激光模块，其特征在于，
所述晶体棒为由多个晶体短棒相互连接构成的晶体长棒；
多个所述晶体短棒均为在晶体毛坯上，沿和晶体毛坯的生长方向垂直的方向上加工制得。
7.根据权利要求6所述的大口径均匀放大激光模块，其特征在于，
相邻的两个所述晶体短棒的连接面上设有增透膜。
8.根据权利要求6所述的大口径均匀放大激光模块，其特征在于，
相邻的两个晶体短棒通过键合的方式连接。
9.根据权利要求1所述的大口径均匀放大激光模块，其特征在于，
多个所述固定外壳相互连接构成一个闭合环形。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7796670B1 (en) * 1997-03-28 2010-09-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Diode laser pumped solid state laser amplifier and diode laser pumped solid state laser
CN102623884A (zh) * 2012-03-29 2012-08-01 北京工商大学 用于激光加工的高功率全固态轴对称偏振激光器
CN103779782A (zh) * 2014-01-08 2014-05-07 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种高平均功率二极管泵浦激光模块及其制备方法
CN103915751A (zh) * 2013-01-05 2014-07-09 中国科学院光电研究院 一种半导体激光器侧泵模块

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004179412A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Nec Corp 半導体レーザ励起固体レーザ装置並びにその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7796670B1 (en) * 1997-03-28 2010-09-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Diode laser pumped solid state laser amplifier and diode laser pumped solid state laser
CN102623884A (zh) * 2012-03-29 2012-08-01 北京工商大学 用于激光加工的高功率全固态轴对称偏振激光器
CN103915751A (zh) * 2013-01-05 2014-07-09 中国科学院光电研究院 一种半导体激光器侧泵模块
CN103779782A (zh) * 2014-01-08 2014-05-07 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种高平均功率二极管泵浦激光模块及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LDA侧面泵浦固体激光器泵浦结构参数优化;韩耀锋 等;《应用光学》;20140930;第35卷(第5期);全文 *
LD阵列侧面泵浦棒状激光介质内的光场研究;张彪 等;《应用光学》;20090331;第30卷(第2期);全文 *
Study for Pumping Intensity Distribution in DoubleArched LDA Side-Pumped Nd-YAG Laser Based on Gauss Model;Guangyong JIN 等;《Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation》;20090812;全文 *

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