CN204905648U - 一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器，包括封装外壳，在所述封装外壳内安装有光纤脉冲激光输出系统以及半导体泵浦固体行波放大系统，将所述光纤脉冲激光输出系统发出的光传输至所述半导体泵浦固体行波放大系统。本实用新型将光纤脉冲激光器与固体行波放大器结合，在保证了优良激光特性的同时，能大大提高输出激光的能量；由于激光光束是单次通过固体行波放大器工作介质，因此固体行波放大器工作介质不易被破坏；可进一步采用多级行波放大，提高输出激光单脉冲能量。

Description

一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器

技术领域

本实用新型涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器。

背景技术

激光行波放大技术是基于受激辐射的光放大这一物理过程，工作介质在光泵浦的作用下处于粒子数反转状态，当光脉冲信号通过激发态下的粒子时，由于入射光频率与放大介质的增益谱线相重合，从而使激发态上的粒子在外来光信号的作用下产生强烈的受激辐射，叠加到外来光信号上而实现能量的放大。

现有的光纤脉冲激光器以掺稀土元素石英光纤作为增益介质，具有输出功率稳定性好、集成化程度高、可调谐性好等优点，但受制于光纤的纤芯尺寸小，光纤脉冲激光器输出的单脉冲能量很低，而在激光应用当中，往往要求激光具有高功率，因此，将光纤脉冲激光器与激光行波放大技术结合，就能大大提高光纤脉冲激光器的单脉冲能量。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器，将光纤脉冲激光器与固体行波放大器结合，具有单脉冲能量大、体积小、稳定性高等优点，在光纤激光器输出高质量光束品质的基础上，有效地提高了单脉冲输出能量。

本实用新型是这样实现的：

一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器，包括封装外壳，在所述封装外壳内安装有光纤脉冲激光输出系统以及半导体泵浦固体行波放大系统，将所述光纤脉冲激光输出系统发出的光传输至所述半导体泵浦固体行波放大系统。

进一步地，所述光纤脉冲激光输出系统包括光纤脉冲激光器、光纤脉冲激光隔离模块以及光束整形望远镜，所述光纤脉冲激光器与所述光纤脉冲激光隔离模块相连，并将所述光纤脉冲激光隔离模块发出的光传输至所述光束整形望远镜，然后再传入所述半导体泵浦固体行波放大系统。

进一步地，所述光纤脉冲激光隔离模块包括光纤端帽、光束准直器以及自由空间光隔离器，所述光纤端帽与所述光纤脉冲激光器相连，并将所述光纤端帽发出的光，依次传输至所述光束准直器、所述自由空间光隔离器，然后再传入所述光束整形望远镜。

进一步地，所述半导体泵浦固体行波放大系统包括固体行波放大器工作介质、半导体泵浦模块、温控模块以及输出窗口片，将所述光纤脉冲激光输出系统发出的光，依次传输至所述固体行波放大器工作介质、所述输出窗口片，所述半导体泵浦模块按圆周排列于所述固体行波放大器工作介质的侧面，且所述温控模块设于所述半导体泵浦模块的表面。

进一步地，所述固体行波放大器工作介质为掺杂稀土元素的晶体或玻璃，且其两端为切布儒斯特角并在其表面上镀有相应输出激光波长的增透膜。

进一步地，所述输出窗口片的表面上镀有相应输出激光波长的增透膜。

进一步地，所述温控模块为水冷温控模块或TEC温控模块。

本实用新型的优点在于：本实用新型的基本结构为光纤脉冲激光输出系统-半导体泵浦固体行波放大系统，其输出激光的脉冲宽度、谱线宽度和光束品质等都由光纤脉冲激光输出系统中的光纤脉冲激光器器的参数决定，脉冲能量由半导体泵浦固体行波放大系统决定，故将光纤脉冲激光输出系统和半导体泵浦固体行波放大系统结合起来，在保证了优良激光特性的同时，能大大提高输出激光的能量；由于激光光束是单次通过固体行波放大器工作介质，因此固体行波放大器工作介质不易被破坏；可进一步采用多级行波放大，提高输出激光单脉冲能量。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器的结构示意图。

图中：1-光纤脉冲激光输出系统、11-光纤脉冲激光器、12-光纤脉冲激光隔离模块、121-光纤端帽、122-光束准直器、123-自由空间光隔离器、13-光束整形望远镜、2-半导体泵浦固体行波放大系统、21-固体行波放大器工作介质、22-半导体泵浦模块、23-温控模块、24-输出窗口片。

具体实施方式

请参阅图1所示，本实用新型的一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器，包括封装外壳，在所述封装外壳内安装有光纤脉冲激光输出系统1以及半导体泵浦固体行波放大系统2，所述光纤脉冲激光输出系统1包括光纤脉冲激光器11、光纤脉冲激光隔离模块12以及光束整形望远镜13，所述光纤脉冲激光隔离模块12包括光纤端帽121、光束准直器122以及自由空间光隔离器123，所述半导体泵浦固体行波放大系统2包括固体行波放大器工作介质21、半导体泵浦模块22、温控模块23以及输出窗口片24；

所述光纤脉冲激光器11与所述光纤端帽121相连，并将所述光纤端帽121发出的光，依次传输至所述光束准直器122、所述自由空间光隔离器123、所述光束整形望远镜13、所述固体行波放大器工作介质21和所述输出窗口片24；所述半导体泵浦模块22按圆周排列于所述固体行波放大器工作介质21的侧面，且所述温控模块23设于所述半导体泵浦模块22的表面。

其中，所述光纤端帽121为石英材料，呈8°倾斜角抛光并在其表面镀有输出激光波长的增透膜；所述光束整形望远镜13可以由正负透镜组构成；所述半导体泵浦模块22需所述温控模块23对温度进行精确控制以保证固体放大器中泵浦波长不发生漂移；所述温控模块23可以是水冷温控模块或TEC温控模块；所述固体放大器工作介质21为掺杂稀土元素的晶体或玻璃，且其两端为切布儒斯特角并在其表面镀有相应输出激光波长的增透膜，以防止放大器出现寄生振荡；所述输出窗口片24的表面上镀有相应输出激光波长的增透膜。

本实用新型的工作原理如下：

所述光纤脉冲激光输出系统1用于输出光，具有输出功率稳定性好、集成化程度高、可调谐性好等优点，所述半导体泵浦固体行波放大系统2用于放大单脉冲能量，故将所述光纤脉冲激光输出系统1与所述半导体泵浦固体行波放大系统2结合，既能提高输出功率稳定性、提高集成化程度、提高可调谐性等优点，又能放大单脉冲能量，本实用新型在使用时，所述光纤脉冲激光器11通过光纤连接至所述光纤端帽121，将所述光纤端帽121输出的1064nm激光，依次传输至所述光束准直器122、所述自由空间隔离器123和所述光束整形望远镜13扩束后进入所述固体行波放大器工作介质21，所述固体行波放大器工作介质21在所述半导体泵浦模块22的泵浦下处于上能级粒子数反转状态，激发态上的粒子在外来光信号的作用下产生强烈的受激辐射，当脉冲间隔小于掺杂粒子能级寿命时，将得到高效的共振放大脉冲，所述半导体泵浦模块22还需温控模块23对温度进行精确控制以保证固体放大器中泵浦波长不发生漂移，最后经所述输出窗口片24输出。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器，包括封装外壳，其特征在于：在所述封装外壳内安装有光纤脉冲激光输出系统以及半导体泵浦固体行波放大系统，将所述光纤脉冲激光输出系统发出的光传输至所述半导体泵浦固体行波放大系统。

2.如权利要求1所述的一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器，其特征在于：所述光纤脉冲激光输出系统包括光纤脉冲激光器、光纤脉冲激光隔离模块以及光束整形望远镜，所述光纤脉冲激光器与所述光纤脉冲激光隔离模块相连，并将所述光纤脉冲激光隔离模块发出的光传输至所述光束整形望远镜，然后再传入所述半导体泵浦固体行波放大系统。

3.如权利要求2所述的一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器，其特征在于：所述光纤脉冲激光隔离模块包括光纤端帽、光束准直器以及自由空间光隔离器，所述光纤端帽与所述光纤脉冲激光器相连，并将所述光纤端帽发出的光，依次传输至所述光束准直器、所述自由空间光隔离器，然后再传入所述光束整形望远镜。

4.如权利要求1所述的一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器，其特征在于：所述半导体泵浦固体行波放大系统包括固体行波放大器工作介质、半导体泵浦模块、温控模块以及输出窗口片，将所述光纤脉冲激光输出系统发出的光，依次传输至所述固体行波放大器工作介质、所述输出窗口片，所述半导体泵浦模块按圆周排列于所述固体行波放大器工作介质的侧面，且所述温控模块设于所述半导体泵浦模块的表面。

5.如权利要求4所述的一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器，其特征在于：所述固体行波放大器工作介质为掺杂稀土元素的晶体或玻璃，且其两端为切布儒斯特角并在其表面上镀有相应输出激光波长的增透膜。

6.如权利要求4所述的一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器，其特征在于：所述输出窗口片的表面上镀有相应输出激光波长的增透膜。

7.如权利要求4所述的一种光纤-半导体泵浦固体混合激光器，其特征在于：所述温控模块为水冷温控模块或TEC温控模块。