CN117199981A - 泵浦装置、激光器及泵浦方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种泵浦装置、激光器及泵浦方法，属于激光技术领域，其中，泵浦装置包括：激光器谐振腔、多个分立小晶体棒及多个激光泵浦灯；多个所述分立小晶体棒依次放置于所述激光器谐振腔内，每个所述分立小晶体棒分别对应一个所述激光泵浦灯。该装置将单个泵浦灯改为多个泵浦灯，分散了泵浦灯的热负载，达到提高泵浦灯使用寿命的目的；同时通过将单个晶体棒改为多个小晶体棒，降低了晶体棒的热效应，在一定程度上改善了输出光束质量。并且该装置功率稳定性好，更可靠，功率也更大。
Description
技术领域
本申请属于激光技术领域，具体涉及一种泵浦装置、激光器及泵浦方法。
背景技术
在固态激光器的应用领域，对大功率、高光束质量的需求越来越多，而激光晶体的热效应又是制约其发展的主要因素，因此对热效应的研究也已经成为研究重点，国内外研究人员已经对晶体的热效应做了大量的研究，并提出了多种改善晶体热效应的方法。早在1973年Koechner就计算了瞬态情况下无限大激光棒的温度分布，他又将该问题扩展到考虑应力、应变和双折射在内的情况下同样具有适用性。1990年，M.E.Innoeenzi等人通过理论推导得到了热透镜焦距的表达式，通过这个公式可以得出热焦距在谐振腔工作过程中的数值。
另外，固态激光器中的泵浦灯为惰性气体放电灯，泵浦灯中注入的大部分电功率转换成热能，造成激光晶体不可消除的热透镜效应，使激光光束质量变差，同时降低了泵浦灯的使用寿命。在现有的使用中，泵浦灯寿命约为106次，换灯要中断系统工作，使自动化生产线的效率降低，增加生产的费用，所以提高泵浦灯的使用寿命至关重要。
发明内容
本申请的目的是提供一种泵浦装置、激光器及泵浦方法以提高泵浦灯的使用寿命。
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种泵浦装置，该装置可以包括：激光器谐振腔、多个分立小晶体棒及多个激光泵浦灯；
多个所述分立小晶体棒依次放置于所述激光器谐振腔内，每个所述分立小晶体棒分别对应一个所述激光泵浦灯。
在本申请的一些可选实施例中，所述分立小晶体棒的数量为三个，所述激光泵浦灯的数量为三个；
三个所述分立小晶体棒依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部；
三个所述激光泵浦灯依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部。
在本申请的一些可选实施例中，三个分立小晶体棒相同，且三个泵浦灯相同；
三个所述激光泵浦灯的泵浦灯工作时长相同，每个所述激光泵浦灯对其对应的所述分立小晶体棒进行泵浦。
在本申请的一些可选实施例中，所述激光泵浦灯可以为氙灯或者氪灯。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种激光器，包括：如第一方面实施例任一项所述泵浦装置。
在本申请的一些可选实施例中，所述激光器为高功率固体激光器。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种泵浦方法，包括：
获取第一激光泵浦灯的泵浦时间τ及第一晶体棒的长度l；
获取n个泵浦时间为τ/n的第二激光泵浦灯和n个长度为l/n的第二晶体棒；
将n个所述第二激光泵浦灯和n个所述第二晶体棒依次均匀置于激光器谐振腔内部，且n个所述第二激光泵浦灯与n个所述第二晶体棒一一对应；
利用所述第二激光泵浦灯泵浦所述第二晶体棒。
在本申请的一些可选实施例中，所述第二晶体棒的数量为三个，所述第二激光泵浦灯的数量为三个；
三个所述第二晶体棒依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部；
三个所述第二激光泵浦灯依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部。
在本申请的一些可选实施例中，三个所述第二晶体棒相同，且三个所述第二泵浦灯相同；
三个所述第二激光泵浦灯的泵浦灯工作时长相同，每个所述第二激光泵浦灯对其对应的所述第二晶体棒进行泵浦。
在本申请的一些可选实施例中，所述第二激光泵浦灯可以为氙灯或者氪灯。
本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本申请实施例装置是将单个泵浦灯改为多个泵浦灯，分散了泵浦灯的热负载，达到提高泵浦灯使用寿命的目的；同时通过将单个晶体棒改为多个小晶体棒，降低了晶体棒的热效应，在一定程度上改善了输出光束质量。并且该装置功率稳定性好，更可靠，功率也更大。
附图说明
图1是本申请一示例性实施例中泵浦装置结构示意图；
图2是本申请一示例性实施例中泵浦装置中分立小晶体棒示意图；
图3是本申请一示例性实施例中泵浦装置中泵浦灯分时泵浦脉冲示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。
在附图中示出了根据本申请实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的泵浦装置、激光器及泵浦方法进行详细地说明。
如图1所示，在本申请实施例的第一方面，提供了一种泵浦装置，该装置可以包括：激光器谐振腔、多个分立小晶体棒及多个激光泵浦灯；
多个所述分立小晶体棒依次放置于所述激光器谐振腔内，每个所述分立小晶体棒分别对应一个所述激光泵浦灯。
本实施例装置是将单个泵浦灯改为多个泵浦灯，分散了泵浦灯的热负载，达到提高泵浦灯使用寿命的目的；同时通过将单个晶体棒改为多个小晶体棒，降低了晶体棒的热效应，在一定程度上改善了输出光束质量。并且该装置功率稳定性好，更可靠，功率也更大。
通过改变激光器的泵浦方式，分散泵浦灯的热负载对延长泵浦等寿命和改善输出光束质量具有重要意义。
在本申请的一些可选实施例中，所述分立小晶体棒的数量为三个，所述激光泵浦灯的数量为三个；
三个所述分立小晶体棒依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部；
三个所述激光泵浦灯依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部。
在本申请的一些可选实施例中，三个分立小晶体棒相同，且三个泵浦灯相同；
三个所述激光泵浦灯的泵浦灯工作时长相同，每个所述激光泵浦灯对其对应的所述分立小晶体棒进行泵浦。
上述实施例装置中分立小晶体棒的数量为三个，分别编号为1、2和3，分立小晶体棒依次均匀放置于激光器谐振腔内部；泵浦灯的数量为三个，分别编号为4、5和6，泵浦灯依次均匀放置于激光器谐振腔内部；每个分立小晶体棒对应一个泵浦灯，即泵浦灯4作用于分立小晶体棒1；泵浦灯5作用于分立小晶体棒2；泵浦灯6作用于分立小晶体棒3。三个分立小晶体棒相同，三个泵浦灯相同，三个泵浦灯的泵浦灯工作时长相同，三个泵浦灯依次对对应小晶体棒进行泵浦。
在本申请的一些可选实施例中，所述激光泵浦灯可以为氙灯或者氪灯。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种激光器，包括：如第一方面实施例任一项所述泵浦装置。
本实施例中的激光器可以是2940nm激光器。
在本申请的一些可选实施例中，所述激光器为高功率固体激光器。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种泵浦方法，该方法可以包括：
获取第一激光泵浦灯的泵浦时间τ及第一晶体棒的长度l；
获取n个泵浦时间为τ/n的第二激光泵浦灯和n个长度为l/n的第二晶体棒；
将n个所述第二激光泵浦灯和n个所述第二晶体棒依次均匀置于激光器谐振腔内部，且n个所述第二激光泵浦灯与n个所述第二晶体棒一一对应；
利用所述第二激光泵浦灯泵浦所述第二晶体棒。
本实施例中的方式是将泵浦时间为τ的单个泵浦灯改为泵浦时间为τ/n的n个泵浦灯，分散了泵浦灯的热负载，达到提高泵浦灯使用寿命的目的；同时通过将长度为l的单个晶体棒改为长度为l/n的n个小晶体棒，在一定程度上改善输出光束质量。该装置功率稳定性好，更可靠，功率也可以更大。
在本申请的一些可选实施例中，所述第二晶体棒的数量为三个，所述第二激光泵浦灯的数量为三个；
三个所述第二晶体棒依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部；
三个所述第二激光泵浦灯依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部。
在本申请的一些可选实施例中，三个所述第二晶体棒相同，且三个所述第二泵浦灯相同；
三个所述第二激光泵浦灯的泵浦灯工作时长相同，每个所述第二激光泵浦灯对其对应的所述第二晶体棒进行泵浦。
在本申请的一些可选实施例中，所述第二激光泵浦灯可以为氙灯或者氪灯。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种泵浦装置，其特征在于，包括：激光器谐振腔、多个分立小晶体棒及多个激光泵浦灯；
多个所述分立小晶体棒依次放置于所述激光器谐振腔内，每个所述分立小晶体棒分别对应一个所述激光泵浦灯。
2.根据权利要求1所述的泵浦装置，其特征在于，所述分立小晶体棒的数量为三个，所述激光泵浦灯的数量为三个；
三个所述分立小晶体棒依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部；
三个所述激光泵浦灯依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部。
3.根据权利要求2所述的泵浦装置，其特征在于，三个分立小晶体棒相同，且三个泵浦灯相同；
三个所述激光泵浦灯的工作时长相同，每个所述激光泵浦灯对其对应的所述分立小晶体棒进行泵浦。
4.根据权利要求1所述的泵浦装置，其特征在于，所述激光泵浦灯可以为氙灯或者氪灯。
5.一种激光器，其特征在于，包括：如权利要求1-4任一项所述泵浦装置。
6.根据权利要求5所述的激光器，其特征在于，所述激光器为高功率固体激光器。
7.一种泵浦方法，其特征在于，包括：
获取第一激光泵浦灯的泵浦时间τ及第一晶体棒的长度l；
获取n个泵浦时间为τ/n的第二激光泵浦灯和n个长度为l/n的第二晶体棒；
将n个所述第二激光泵浦灯和n个所述第二晶体棒依次均匀置于激光器谐振腔内部，且n个所述第二激光泵浦灯与n个所述第二晶体棒一一对应；
利用所述第二激光泵浦灯泵浦所述第二晶体棒。
8.根据权利要求7所述的泵浦方法，其特征在于，所述第二晶体棒的数量为三个，所述第二激光泵浦灯的数量为三个；
三个所述第二晶体棒依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部；
三个所述第二激光泵浦灯依次均匀放置于所述激光器谐振腔内部。
9.根据权利要求8所述的泵浦方法，其特征在于，三个所述第二晶体棒相同，且三个所述第二泵浦灯相同；
三个所述第二激光泵浦灯的泵浦灯工作时长相同，每个所述第二激光泵浦灯对其对应的所述第二晶体棒进行泵浦。
10.根据权利要求7所述的泵浦方法，其特征在于，所述第二激光泵浦灯可以为氙灯或者氪灯。
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2022
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