CN201927881U - 一种半导体激光二极管端面泵浦固体激光器 - Google Patents

Abstract

一种半导体激光二极管端面泵浦固体激光器，涉及一种固体激光器。提供一种基于波罗棱镜的LD端面泵浦固体激光器谐振腔设计，该谐振腔利用波罗棱镜提高激光器的抗震动性能，利用端面泵浦提高光泵浦效率，改善输出激光的横向模式的半导体激光二极管端面泵浦固体激光器。设有半导体激光器、透镜聚焦装置、激光晶体、偏振分束器、倍频晶体和波罗棱镜；透镜聚焦装置与半导体激光器光连接，激光晶体与透镜聚焦装置光连接，偏振分束器与激光晶体光连接，倍频晶体与偏振分束器光连接，波罗棱镜与倍频晶体光连接；所述激光晶体与聚焦透镜装置的连接端面上镀有薄膜，薄膜对泵浦光透射，对激光高反，薄膜与波罗棱镜构成激光器谐振腔的两个反射镜。

Description

一种半导体激光二极管端面泵浦固体激光器

技术领域

本实用新型涉及一种固体激光器，尤其是涉及一种采用波罗棱镜作为谐振腔反射镜以增强激光器的抗震动性能。

背景技术

半导体激光二极管(laser diode：LD)泵浦固体激光器具有效率高、寿命长、体积小等优点，得到了越来越广泛的应用。

在对抗震动性能要求比较高的应用中，波罗棱镜是固体激光器中不可或缺的选择(Walter Koechner，solid-state laser engineering，Springer；6th，rev.，2006，252)。对于双波罗棱镜构成的谐振腔，基本上采用侧面泵浦；对于单波罗棱镜构成的线性谐振腔，为了在与波罗棱镜相对的一端实现有效的激光输出，也需要采用对激光晶体侧面泵浦的方式(Robert S.Afzal，etc.，IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS，2007，13(3)，MAY/JUNE)。相对于侧面泵浦，端面泵浦容易实现泵浦光与激光模式较好的耦合，从而提高泵浦效率，获得横向模式较好的激光输出(Walter Koechner，solid-state laser engineering，Springer；6th，rev.，2006，139)。本实用新型将端面泵浦与波罗棱镜结合到一个激光谐振腔中，发挥二者的优点，实现一款新的性能优越的激光谐振腔。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于波罗棱镜的LD端面泵浦固体激光器谐振腔设计，该谐振腔利用波罗棱镜提高激光器的抗震动性能，利用端面泵浦提高光泵浦效率，改善输出激光的横向模式的半导体激光二极管端面泵浦固体激光器。

本实用新型设有半导体激光器、透镜聚焦装置、激光晶体、偏振分束器、倍频晶体和波罗棱镜；透镜聚焦装置与半导体激光器光连接，激光晶体与透镜聚焦装置光连接，偏振分束器与激光晶体光连接，倍频晶体与偏振分束器光连接，波罗棱镜与倍频晶体光连接；所述激光晶体与聚焦透镜装置的连接端面上镀有薄膜，所述薄膜对泵浦光透射，对激光高反，所述薄膜与波罗棱镜构成激光器谐振腔的两个反射镜。

所述半导体激光器、透镜聚焦装置、激光晶体、偏振分束器、倍频晶体和波罗棱镜位于同一轴线上。

所述激光晶体可采用Nd:YVO4。所述倍频晶体可采用LBO。

由于本实用新型采用与倍频晶体光连接的波罗棱镜，而波罗棱镜的棱一般与激光器系统的水平面垂直，因此利用波罗棱镜的光学特性，可提高激光器的抗震动性能。

由于采用与激光晶体光连接的偏振分束器，因此可通过谐振腔内的偏振分束器，使得基频光是线性偏振光。

由于采用I类匹配倍频，因此倍频光偏振方向垂直于基频光的偏振方向，这样，基频光偏振方向沿偏振分束器的透光轴，倍频光偏振方向与偏振分束器的透光轴垂直，实现倍频光的有效输出。这样的谐振腔降低了对光学元件镀膜性能的要求，只要求光学元件镀对基频光和倍频光的增透膜，从应用上方便了激光器的设计、制造。本实用新型特别适用于激光晶体输出线性偏振基频光的情形。

在本实用新型中，半导体激光器与激光晶体之间的透镜聚焦装置是可以省略的，波罗棱镜是可以被具有相同功能的直角棱镜替代的。

在本实用新型中，光学元件端面可以镀相应的薄膜以增加透射或者反射。

附图说明

图1是采用Nd:YVO4作为激光晶体、LBO作为倍频晶体的输出532nm倍频光的基于波罗棱镜的LD端面泵浦固体激光器的光路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1给出采用Nd:YVO4作为激光晶体、LBO作为倍频晶体的输出532nm倍频光的基于波罗棱镜的LD端面泵浦固体激光器的光路示意图，包括一个半导体激光器11、一个聚焦透镜装置12、一个激光晶体13、一个偏振分束器14、一个倍频晶体15和一个波罗棱镜16。

透镜聚焦装置12与半导体激光器11光连接，激光晶体13与透镜聚焦装置12光连接，偏振分束器14与激光晶体13光连接，倍频晶体15与偏振分束器14光连接，波罗棱镜16与倍频晶体15光连接；所述激光晶体13与聚焦透镜装置12的连接端面上镀有薄膜，所述薄膜对泵浦光透射，对激光高反，所述薄膜与波罗棱镜16构成激光器谐振腔的两个反射镜，所有光学元件位于同一轴线上。

半导体激光器11首选可发出波长为808nm的激光作为泵浦光，聚焦透镜装置12可以有多种实现方式，其功能是完成对半导体激光器11发出的光的收集、整形、汇聚，使得在激光晶体13传输的泵浦光与激光腔内震荡的激光模式匹配，实现最佳匹配。激光晶体13接近聚焦透镜装置12的端面镀有对泵浦光的增透膜，对基频1064nm光和倍频532nm光的高反膜，作为激光器谐振腔的一个反射镜。激光晶体13可以采用a切割的Nd:YVO4，并且使激光晶体的c轴平行于激光器系统的水平面。这样使得基频光的偏振方向在水平方向。偏振分束器14的透光轴在水平方向，这样基频光可以顺利地通过偏振分束器。倍频晶体15首选I类倍频的LBO，这样倍频光的偏振方向与基频光的偏振方向垂直，当倍频光传播到偏振分束器14时，被全部反射形成输出。波罗棱镜16的棱首选垂直于激光器系统的水平面，这样可以增强水平方向的抗震动性能。波罗棱镜16的入射面镀对基频光和倍频光的增透膜，基频光和倍频光经波罗棱镜16的后端面两次全反射后沿入射方向返回，基频光经过倍频晶体15后完全透过偏振分束器14，倍频光则被偏振分束器14反射形成有效输出。在波罗棱镜16的后端面全反射时，由于基频光和倍频光的偏振光向都在反射的本征平面内，反射时不会造成附加的相位差，从而保持了原来的偏振特性。

上述的首选实施方式的文字描述和附图只是对本实用新型的原理进行说明和描述，而并非要对本实用新型的保护范围进行限制。所属技术领域的技术人员可以很容易地想到，在不脱离本实用新型的精神和范畴的前提下，本实用新型所涉及的半导体激光器泵浦的固体激光器还有其它的修改和替代方案。

Claims (2)

1.一种半导体激光二极管端面泵浦固体激光器，其特征在于设有半导体激光器、透镜聚焦装置、激光晶体、偏振分束器、倍频晶体和波罗棱镜；透镜聚焦装置与半导体激光器光连接，激光晶体与透镜聚焦装置光连接，偏振分束器与激光晶体光连接，倍频晶体与偏振分束器光连接，波罗棱镜与倍频晶体光连接；所述激光晶体与聚焦透镜装置的连接端面上镀有薄膜，所述薄膜对泵浦光透射，对激光高反，所述薄膜与波罗棱镜构成激光器谐振腔的两个反射镜。

2.如权利要求1所述的一种半导体激光二极管端面泵浦固体激光器，其特征在于所述半导体激光器、透镜聚焦装置、激光晶体、偏振分束器、倍频晶体和波罗棱镜位于同一轴线上。

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