CN113285338A - 一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法 - Google Patents

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CN113285338A CN202110543031.1A CN202110543031A CN113285338A CN 113285338 A CN113285338 A CN 113285338A CN 202110543031 A CN202110543031 A CN 202110543031A CN 113285338 A CN113285338 A CN 113285338A
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Abstract

本发明涉及一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法，包括泵浦源、偏振分束镜、非偏振吸收增益介质和泵浦光回收光路；泵浦源发出的偏振泵浦光入射至偏振分束镜，偏振分束镜对偏振泵浦光高透并且对与偏振泵浦光的偏振方向垂直的偏振光高反，入射至非偏振吸收增益介质的一部分偏振泵浦光被吸收，未被吸收的偏振泵浦光进入泵浦光回收光路，泵浦光回收光路将未被吸收的偏振泵浦光进行90°偏振方向转换以及光束变换后返回至偏振分束镜，偏振分束镜将返回的偏振光反射至非偏振吸收增益介质，被非偏振吸收增益介质再次吸收。本发明有效提高了非偏振吸收增益介质泵浦光的吸收效率，结构简单，不需对增益介质和原有谐振腔做特殊处理，安全性高。

Description

一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，特别是涉及一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法。
背景技术
在激光器领域，泵浦光的高效利用是激光器工程化的一个重要内容。在常用的固体激光器中，泵浦光利用率低会带来三个危害：1、泵浦光通过增益介质后只有一部分被吸收，未被吸收的泵浦光没有起到泵浦增益介质的作用，造成了浪费；2、未被吸收的泵浦光打在吸光池以热能形式消散掉，带来了系统的热负载，为了对抗这部分热负载，系统需要加大制冷功率，间接地增加了系统的功率消耗；3、泵浦光利用率低时，为了满足激光器的出光功率/能量指标，需要加大泵浦光的功率，泵浦光的产生也需要消耗系统功率且产生热量，同样会导致系统功耗增加。因此，提高泵浦光的利用效率，不仅可以提高激光器的出光效率，也可以降低激光器系统的热负载和功耗，对激光器工程化应用大有裨益。
目前，已有多种关于提高激光器泵浦光利用效率的方法。例如，公开号为CN102610992A的中国发明专利公开了一种实现对泵浦光高效吸收率的Nd:YAG激光器方法，其主要是利用双晶体吸收峰不同来实现泵浦光互补吸收，进而提高对泵浦光的利用效率，但要求泵浦光光谱足够宽，且使用有两个吸收峰互补的晶体。公开号为CN103560387A的中国发明专利公开了一种双程吸收分光匹配激光放大器及其放大方法，该放大器及其放大方法利用曲面双色镜将未吸收的泵浦光垂直返回增益介质中，虽然此方法结构简单且未被吸收泵浦光功率利用率较高，对于泵浦光吸收率提升很大，但是这种方法的泵浦光是垂直返回至增益介质中的，第二次未被吸收的泵浦光将以反馈光的形式返回到泵浦源中，对于半导体激光器、光纤激光器之类的泵浦源，反馈光是致命的，极易引起半导体激光器损伤和光纤激光器烧毁。
因此，开发一种适用于单晶体、未吸收泵浦光利用率高、结构简单、不造成反馈光的泵浦光再利用技术，是很有价值的。
发明内容
基于现有技术中存在的以上问题，本发明提供了一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法。本发明是一种可以在谐振腔内实现泵浦光高效利用的方案，结构简单，适用于非偏振吸收增益介质，且不会形成反馈光而对泵浦激光器造成危害。
为实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种提高固体激光器泵浦光利用效率的方法，包括泵浦源、偏振分束镜、非偏振吸收增益介质和泵浦光回收光路；
所述泵浦源发出的偏振泵浦光入射至所述偏振分束镜，所述偏振泵浦光的偏振态为垂直偏振或者水平偏振，所述偏振分束镜对所述偏振泵浦光高透并且对与所述偏振泵浦光的偏振方向垂直的偏振光高反，所述偏振泵浦光透过所述偏振分束镜后入射至所述非偏振吸收增益介质，一部分所述偏振泵浦光被所述非偏振吸收增益介质吸收，未被吸收的偏振泵浦光进入所述泵浦光回收光路，所述泵浦光回收光路将未被吸收的偏振泵浦光进行90°偏振方向转换以及光束变换后返回至所述偏振分束镜，所述偏振分束镜将返回的偏振光反射至所述非偏振吸收增益介质，被所述非偏振吸收增益介质再次吸收。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明利用偏振分束镜结合泵浦光回收光路将未被吸收的偏振泵浦光再次回引进谐振腔，被非偏振吸收增益介质再次吸收，从而有效提高偏振泵浦光的吸收效率，提高了泵浦光的利用率；
(2)本发明结构简单，且不需要对固体激光器的非偏振吸收增益介质和原有谐振腔做任何特殊处理，完全可以在不改变原有非偏振吸收增益介质和谐振腔的情况下应用本发明；
(3)本发明中的泵浦光回收光路不会形成反馈光而对泵浦激光器造成损伤，安全性高；
(4)本发明中泵浦光的偏振态不受限制，可以是垂直偏振光，也可以是水平偏振光，拓宽了适用泵浦光的偏振态的范围。
附图说明
图1为本发明实施例一中提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法的原理示意图；
图2为本发明实施例一中提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法的带有偏振方向原理示意图；
图3为本发明实施例二中提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法的原理示意图；
图4为本发明实施例二中提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法的带有偏振方向原理示意图；
图5为本发明实施例五中泵浦光吸收效率提升效果的计算结果图；
附图标记说明：1、泵浦源，2、偏振分束镜，3、非偏振吸收增益介质，4、泵浦光回收光路，4-1、偏振转换单元，4-2、45°反射镜，5、谐振腔泵浦光输入镜，6、振荡光反射镜，7、输出镜。
具体实施方式
下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例一
在本发明的实施例一中，提供了一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法，其原理图如图1所示，包括顺次设置的泵浦源1、偏振分束镜2和非偏振吸收增益介质3，泵浦源1产生偏振泵浦光对非偏振吸收增益介质3进行泵浦，实现激光输出，还包括用于将未被非偏振吸收增益介质3吸收的偏振泵浦光返回至偏振分束镜2的泵浦光回收光路4。本发明适用于线型腔固体激光器，同时也适用于环形腔固体激光器。
具体地，参见图1和图2，泵浦源1发出偏振泵浦光，偏振泵浦光为线偏振光，其偏振态可以为水平偏振，也可以为垂直偏振(图2和图4仅以偏振泵浦光为水平偏振光为例示出了本发明的原理)，泵浦源1发出的偏振泵浦光入射至偏振分束镜2。偏振分束镜，也称为偏振分束器(Polarization Beam Splitter，PBS)，其作用就是将一束光中的水平偏振光透射，垂直偏振光反射。如果入射光是纯粹的水平偏振光，经过PBS就完全透射；如果入射光是纯粹的垂直偏振光，经过PBS时就被完全反射。当然，根据镀膜的不同，偏振分束镜也可以实现水平偏振光反射、垂直偏振光透射。在本实施例中，偏振分束镜2对偏振泵浦光高透，同时对与偏振泵浦光的偏振方向垂直的偏振光高反，即偏振分束镜2允许偏振泵浦光对偏振方向的光透射，对与偏振泵浦光偏振态垂直方向的偏振光反射。偏振泵浦光透过偏振分束镜2后入射至非偏振吸收增益介质3中。本实施例中的偏振分束镜2的形式有立方体式偏振分束镜或者平板镜片式偏振分束镜等。
由于非偏振吸收增益介质3是非偏振吸收的介质，因此非偏振吸收增益介质3能够吸收垂直偏振光和水平偏振光。进入非偏振吸收增益介质3的偏振泵浦光一部分被非偏振吸收增益介质3吸收，但仍然有一部分偏振泵浦光没有被非偏振吸收增益介质3吸收，未被吸收的偏振泵浦光则继续传播进入泵浦光回收光路4中。泵浦光回收光路4将未被吸收的偏振泵浦光进行90°偏振方向转换以及光束变换后返回至偏振分束镜2，偏振分束镜2将返回的偏振光反射至非偏振吸收增益介质3，这部分偏振光被非偏振吸收增益介质3再次吸收。泵浦光回收光路4对未被吸收的偏振泵浦光进行90°偏振方向转换的目的是改变偏振泵浦光的偏振方向，例如将水平偏振方向变换为垂直偏振方向，使得偏振分束镜2能够对偏振方向变换后的偏振光进行反射，同时由于非偏振吸收增益介质3是非偏振吸收的介质，因此未被吸收的偏振泵浦光的偏振方向被旋转90°之后仍然可以被非偏振吸收增益介质3吸收，且吸收率与原偏振泵浦光的吸收率相同，从而最终实现泵浦光的回收利用，提高非偏振吸收增益介质的泵浦光吸收效率。本发明可以利用半波片等偏振转换单元改变未被吸收的偏振泵浦光的偏振方向。泵浦光回收光路4对未被吸收的偏振泵浦光进行光束变换的目的是，为了使再次进入谐振的泵浦光光斑与激光器谐振腔内的振荡光斑匹配，满足非偏振吸收增益介质3对泵浦光斑尺寸的需求，提高回收的泵浦光的利用率。本发明可以利用一个或者多个凹面反射镜或者透镜组等光学元件实现对未被吸收的偏振泵浦光的光束变换。
本实施例中的非偏振吸收增益介质3可以是非偏振吸收的掺杂激光活性离子(主要是三价稀土离子，例如钕(Nd3+)、铒(Er3+)、铥(Tm3+)、钬(Ho3+)、镱(Yb3+)等)的陶瓷、玻璃或者晶体等。以Er3+掺杂的增益介质为例，非偏振吸收增益介质3可以是非偏振吸收的Er:YAG晶体、非偏振吸收的Er:YAG陶瓷或者非偏振吸收的Er3+掺杂的玻璃。
一般来说，只有晶体有偏振吸收的性质，陶瓷和玻璃对泵浦光没有偏振吸收的性质。
本实施例中泵浦源1发出的偏振泵浦光以透射方式从偏振分束镜2进入谐振腔内，可以减少所用镜片数量，降低成本。
另外需要提到的一点是，未被吸收的偏振泵浦光再次进入谐振腔被非偏振吸收增益介质3吸收后，仍会有一部分偏振光没被吸收。第二次未被吸收的偏振光仍将沿着泵浦光回收光路4回到偏振分束镜2。在泵浦光回收光路4中，其偏振方向再次被旋转90°后将回到原始偏振泵浦光的偏振方向，到达偏振分束镜2时，这部分泵浦光会被透射，不进入下一个回收循环。因此，本发明提供的泵浦光回收方案，只对偏振泵浦光回收一次。这是符合科学规律和哲学规律的，因为能量不会在一个系统中无限增长。
本实施例所提出的一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法利用偏振分束镜结合泵浦光回收光路将未被吸收的偏振泵浦光再次回引进谐振腔，被非偏振吸收增益介质再次吸收，从而有效提高偏振泵浦光的吸收效率，提高了泵浦光的利用率；结构简单，且不需要对固体激光器的非偏振吸收增益介质和原有谐振腔做任何特殊处理，完全可以在不改变原有非偏振吸收增益介质和谐振腔的情况下应用本实施例的方法；泵浦光回收光路不会形成反馈光而对泵浦激光器造成损伤，安全性高；泵浦光的偏振态不受限制，可以是垂直偏振光，也可以是水平偏振光，拓宽了适用泵浦光的偏振态的范围。
实施例二
在本发明的实施例二中，本发明所提供的提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法除包括泵浦源1、偏振分束镜2、非偏振吸收增益介质3和泵浦光回收光路4之外，还包括谐振腔泵浦光输入镜5、振荡光反射镜6和输出镜7，其原理图如图3和图4所示，本实施例的固体激光器采用“L”腔，谐振腔泵浦光输入镜5设置在偏振分束镜2与非偏振吸收增益介质3之间，并且谐振腔泵浦光输入镜5对偏振泵浦光以及偏振分束镜2反射的偏振光均高透，振荡光反射镜6与光轴呈45°，非偏振吸收增益介质3产生的振荡光由振荡光反射镜6反射至输出镜7后输出(泵浦光不经过输出镜7)。
实施例三
参见图1至图4，本发明中的泵浦光回收光路4包括偏振转换单元4-1和三个45°反射镜4-2，并且至少一个45°反射镜4-2为用于对未被吸收的偏振泵浦光进行光束变换的凹面反射镜，需要指出的是，凹面反射镜可以为三个45°反射镜4-2中的任意一个或者任意几个，具体根据实际情况确定，通过对凹面反射镜的设计，使得未被吸收的偏振泵浦光再次进入非偏振吸收增益介质3中时，其光斑与谐振腔内振荡光的光斑匹配；偏振转换单元4-1可以设置在泵浦光回收光路4的任意一端，或者偏振转换单元4-1设置在任意相邻的两个45°反射镜4-2之间，图1至图4中仅以偏振转换单元4-1设置在第二45°反射镜和第三45°反射镜之间、第二45°反射镜为凹面反射镜为例，示出了本发明的原理。
未被吸收的偏振泵浦光经过三个45°反射镜4-2以及偏振转换单元4-1重新回到偏振分束镜2。在三个45°反射镜4-2中间的光路上加入偏振转换单元4-1，将未被吸收的偏振泵浦光的偏振方向旋转到与偏振泵浦光偏振方向垂直的方向上，这样未被吸收的偏振泵浦光回到偏振分束镜2后，可以被偏振分束镜2反射再次进入谐振腔的非偏振吸收增益介质3。因为非偏振吸收增益介质3是非偏振吸收的介质，所以未被吸收的偏振泵浦光的偏振方向被旋转90°之后仍然可以被非偏振吸收增益介质3吸收，且吸收率与原偏振泵浦光的吸收率相同。
本实施例中的三个45°反射镜4-2不仅用于将未被吸收的偏振泵浦光反射到偏振分束镜2，同时兼顾光束变换的作用，以匹配谐振腔内振荡光光斑。偏振转换单元4-1的作用是将未被吸收的偏振泵浦光的偏振方向旋转90°，使偏振分束镜2可以反射这部分光，进而实现泵浦光的回收利用，提高泵浦光吸收效率。
本实施例利用三个45°反射镜4-2不仅实现将未被吸收的偏振泵浦光再次回引进谐振腔，而且不会形成反馈光损伤泵浦激光器，安全性高，同时，泵浦光回收光路4中存在三个45°反射镜4-2，在实际光路调节中，有利于循环光路的精准调节。
可选地，本实施例中的偏振转换单元4-1为半波片。
实施例四
为了使再次进入谐振腔的泵浦光光斑与谐振腔内振荡光斑匹配，根据实际情况，可以像实施例三中所述的将三个45°反射镜4-2中的任意一个或任意几个换成凹面反射镜，和/或在泵浦光回收光路4中加入透镜单元，从而实现对未被吸收的偏振泵浦光进行光束变换。
本实施例采用透镜单元实现光束变换。本实施例中的泵浦光回收光路4包括偏振转换单元4-1、透镜单元和三个45°反射镜4-3，透镜单元用于对未被吸收的偏振泵浦光进行光束变换，透镜单元可以采用透镜组实现，这都是本领域常用的激光束变换方式；偏振转换单元4-1可以设置在泵浦光回收光路4的任意一端或者任意相邻的两个45°反射镜4-2之间，透镜单元也可以设置在泵浦光回收光路4的任意一端或者任意相邻的两个45°反射镜4-2之间，偏振转换单元4-1与透镜单元之间的相对位置不固定，可根据实际情况和需要进行调整设计，这不影响本发明的技术效果。
本实施例中的三个45°反射镜4-2用于将未被吸收的偏振泵浦光反射到偏振分束镜2，透镜单元兼顾光束变换的作用(当三个45°反射镜4-2中的任意一个为凹面反射镜时，凹面反射镜与透镜单元共同兼顾光束变换)，以匹配谐振腔内振荡光光斑。偏振转换单元4-1的作用是将未被吸收的偏振泵浦光的偏振方向旋转90°，使偏振分束镜2可以反射这部分光，进而实现泵浦光的回收利用，提高泵浦光吸收效率。
本实施例利用三个45°反射镜4-2不仅实现将未被吸收的偏振泵浦光再次回引进谐振腔，而且不会形成反馈光损伤泵浦激光器，安全性高，同时，泵浦光回收光路4中存在透镜单元以及三个45°反射镜4-2，在实际光路调节中，有利于循环光路的精准调节。
可选地，本实施例中的偏振转换单元4-1为半波片。
实施例五
下面以泵浦源1为1532nm偏振输出型光纤激光器，非偏振吸收增益介质3采用Er:YAG晶体，激光器腔型为实施例二中所述的“L”腔为例，对本发明的技术方案的实施作进一步说明。其中，泵浦源1也可以采用1532nm偏振输出型的固体激光器或者半导体激光器实现。
泵浦源1发出的偏振泵浦光是1532nm水平偏振光，偏振分束镜2的镀膜参数为1532nm水平偏振光高透，1532nm垂直偏振光高反。
激光器谐振腔由1645nm波段的谐振腔泵浦光输入镜5、振荡光反射镜6、输出镜7组成。其中谐振腔泵浦光输入镜5和振荡光反射镜6都对1532nm偏振泵浦光高透，对1645nm全反，并且振荡光反射镜6与光轴呈45°放置。
非偏振吸收增益介质3是非偏振吸收的Er:YAG晶体，其对水平偏振泵浦光和垂直偏振泵浦光的吸收率相同。
1532nm水平偏振泵浦光透过镀膜参数为“1532nm水平偏振光高透，1532nm垂直偏振光高反”的偏振分束镜2和镀膜参数为“1532nm偏振泵浦光高透”的谐振腔泵浦光输入镜5进入L型谐振腔，在腔内的Er:YAG晶体内被吸收掉一部分，一部分未被吸收。未被吸收的1532nm水平偏振泵浦光透过45°振荡光反射镜6后，被三个45°反射镜4-2依次反射，回到偏振分束镜2。在这个泵浦光回收光路4中，设有半波片，未被吸收的1532nm水平偏振泵浦光经过半波片(半波片的光轴与水平方向成45°)的相位延迟，变成了垂直偏振光，被反射垂直偏振光的偏振分束镜2反射，重新进入谐振腔内泵浦Er:YAG晶体，从而实现了未被吸收的偏振泵浦光的二次利用，完成一个泵浦光循环。泵浦光回收光路4中凹面反射镜的作用是把未被吸收的偏振泵浦光进行光束变换，以适配谐振腔的振荡光斑。
被再次利用的1532nm泵浦光，为垂直偏振光，其进入下一个回收循环后，经半波片的旋转，偏振方向重新变成水平偏振，第二次到达偏振分束镜2处，会被偏振分束镜2透射掉，不再参与泵浦光回收循环。因此未被吸收的偏振泵浦光只允许被回收一次，即本发明只提供一次泵浦光回收循环。
需要指出的是泵浦光回收光路4中对未被吸收的偏振泵浦光的光束变换可以由三个45°反射镜4-2中的任何一个或者几个呈凹面反射镜实现，具体可根据实际情况确定；如果不采用凹面反射镜变换，也可以通过在泵浦光回收光路4里加入透镜或者透镜组进行变换，这都是常用的激光束变换方式。半波片的放置位置可以是如图1至图4所示的两个45°反射镜4-2之间，也可以是45°反射镜4-2与谐振腔泵浦光输入镜5之间、谐振腔泵浦光输入镜与偏振分束镜2之间，这不影响本发明结果。偏振泵浦光可以是水平偏振光，也可以是垂直偏振光，如果是垂直偏振光，只需要将偏振分束镜2的参数改成“1532nm垂直偏振光高透，1532nm水平偏振光高反”即可。本发明是一种提高增益介质对泵浦光吸收率的方法，无论线型腔固体激光器，还是环形腔固体激光器，只要采用了非偏振吸收的增益介质(包括晶体、陶瓷、玻璃等)，都可以利用本发明的方法取得泵浦光吸收效率提升的效果。其它基于本发明核心的变形想法都受本专利保护。
无论非偏振吸收的晶体对偏振泵浦光的原始吸收率是多少，利用本发明的方法后，晶体的总吸收率都可以得到较大提升。如图5所示为泵浦光吸收率提升效果的计算结果图，根据理论计算，不考虑吸收饱和的情况，在晶体对泵浦光原始吸收效率为50％时，本发明的方法可以使吸收效率提升50％，达到75％，绝对吸收效率增加25％。对于原始吸收率低于50％的晶体，吸收率的提升更加明显，提升百分比大于50％。由此可见，本发明对于提高泵浦光吸收效率具有较好的效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法，其特征在于，包括泵浦源(1)、偏振分束镜(2)、非偏振吸收增益介质(3)和泵浦光回收光路(4)；
所述泵浦源(1)发出的偏振泵浦光入射至所述偏振分束镜(2)，所述偏振泵浦光的偏振态为垂直偏振或者水平偏振，所述偏振分束镜(2)对所述偏振泵浦光高透并且对与所述偏振泵浦光的偏振方向垂直的偏振光高反，所述偏振泵浦光透过所述偏振分束镜(2)后入射至所述非偏振吸收增益介质(3)，一部分所述偏振泵浦光被所述非偏振吸收增益介质(3)吸收，未被吸收的偏振泵浦光进入所述泵浦光回收光路(4)，所述泵浦光回收光路(4)将未被吸收的偏振泵浦光进行90°偏振方向转换以及光束变换后返回至所述偏振分束镜(2)，所述偏振分束镜(2)将返回的偏振光反射至所述非偏振吸收增益介质(3)，被所述非偏振吸收增益介质(3)再次吸收。
2.根据权利要求1所述的一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法，其特征在于，还包括谐振腔泵浦光输入镜(5)、振荡光反射镜(6)和输出镜(7)；
所述谐振腔泵浦光输入镜(5)设置在所述偏振分束镜(2)与所述非偏振吸收增益介质(3)之间，且所述谐振腔泵浦光输入镜(5)对所述偏振泵浦光以及所述偏振分束镜(2)反射的偏振光均高透，所述非偏振吸收增益介质(3)产生的振荡光由所述振荡光反射镜(6)反射至所述输出镜(7)后输出。
3.根据权利要求1所述的一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法，其特征在于，所述泵浦光回收光路(4)包括偏振转换单元(4-1)和三个45°反射镜(4-2)，且至少一个所述45°反射镜(4-2)为用于对未被吸收的偏振泵浦光进行光束变换的凹面反射镜；
所述偏振转换单元(4-1)设置在所述泵浦光回收光路(4)的任意一端或者任意相邻的两个所述45°反射镜(4-2)之间。
4.根据权利要求1所述的一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法，其特征在于，所述泵浦光回收光路(4)包括偏振转换单元(4-1)、透镜单元和三个45°反射镜(4-2)，所述透镜单元用于对未被吸收的偏振泵浦光进行光束变换；
所述偏振转换单元(4-1)和所述透镜单元分别设置在所述泵浦光回收光路(4)的任意一端或者任意相邻的两个所述45°反射镜(4-2)之间。
5.根据权利要求3或4所述的一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法，其特征在于，
所述偏振转换单元(4-1)为半波片。
6.根据权利要求1所述的一种提高固体激光器泵浦光利用效率的方法，其特征在于，
所述非偏振吸收增益介质(3)为非偏振吸收的掺杂激光活性离子的陶瓷、玻璃或者晶体。
7.根据权利要求6所述的一种提高固体激光器泵浦光利用效率的方法，其特征在于，
所述激光活性离子为三价稀土离子。
8.根据权利要求1所述的一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法，其特征在于，
所述偏振分束镜(2)为立方体式偏振分束镜或者平板镜片式偏振分束镜。
9.根据权利要求1所述的一种提高非偏振吸收增益介质泵浦光吸收效率的方法，其特征在于，
所述泵浦源(1)为1532nm偏振输出型光纤激光器，所述非偏振吸收增益介质(3)为Er:YAG晶体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114447755A (zh) * 2022-04-11 2022-05-06 天津大学 基于腔内偏振转换器件的正交振荡激光增益自平衡系统
CN115296132A (zh) * 2022-10-09 2022-11-04 武汉中科锐择光电科技有限公司 一种高光谱纯度保偏光纤拉曼激光产生系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102136670A (zh) * 2011-01-27 2011-07-27 山西大学 基于偏振耦合的双端端面泵浦固体激光器
CN102244346A (zh) * 2011-06-14 2011-11-16 华北电力大学（保定） 利用半波片的端面泵浦激光器
CN104184025A (zh) * 2013-05-23 2014-12-03 福州高意通讯有限公司 一种多次泵浦的光纤激光器结构
CN104659643A (zh) * 2015-02-12 2015-05-27 天津大学 一种双端偏振泵浦的0.9μm激光器
CN105720469A (zh) * 2016-04-18 2016-06-29 长春理工大学 基于光偏振扭转提高弱泵浦激光效率的激光器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102136670A (zh) * 2011-01-27 2011-07-27 山西大学 基于偏振耦合的双端端面泵浦固体激光器
CN102244346A (zh) * 2011-06-14 2011-11-16 华北电力大学（保定） 利用半波片的端面泵浦激光器
CN104184025A (zh) * 2013-05-23 2014-12-03 福州高意通讯有限公司 一种多次泵浦的光纤激光器结构
CN104659643A (zh) * 2015-02-12 2015-05-27 天津大学 一种双端偏振泵浦的0.9μm激光器
CN105720469A (zh) * 2016-04-18 2016-06-29 长春理工大学 基于光偏振扭转提高弱泵浦激光效率的激光器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114447755A (zh) * 2022-04-11 2022-05-06 天津大学 基于腔内偏振转换器件的正交振荡激光增益自平衡系统
CN115296132A (zh) * 2022-10-09 2022-11-04 武汉中科锐择光电科技有限公司 一种高光谱纯度保偏光纤拉曼激光产生系统

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