NO303036B1 - Integrerende laserdiode pumpet laseranordning - Google Patents
Integrerende laserdiode pumpet laseranordning Download PDFInfo
- Publication number
- NO303036B1 NO303036B1 NO904355A NO904355A NO303036B1 NO 303036 B1 NO303036 B1 NO 303036B1 NO 904355 A NO904355 A NO 904355A NO 904355 A NO904355 A NO 904355A NO 303036 B1 NO303036 B1 NO 303036B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- laser rod
- laser
- stated
- rod
- pump
- Prior art date
Links
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 16
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 15
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 10
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 5
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 4
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 3
- HIQSCMNRKRMPJT-UHFFFAOYSA-J lithium;yttrium(3+);tetrafluoride Chemical compound [Li+].[F-].[F-].[F-].[F-].[Y+3] HIQSCMNRKRMPJT-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 3
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910019655 synthetic inorganic crystalline material Inorganic materials 0.000 description 3
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000008542 thermal sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S4/00—Devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in wave ranges other than those covered by groups H01S1/00, H01S3/00 or H01S5/00, e.g. phonon masers, X-ray lasers or gamma-ray lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/0405—Conductive cooling, e.g. by heat sinks or thermo-electric elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en laseranordning med integrert pumpehulrom, omfattende: en laserstav som har en langsgående akse; et pumpehulrom som omslutter laserstaven og som omfatter varmeavledermiddel som er termisk koblet til laserstaven; lineært pumpelysmiddel anbragt i adskilt forhold med laserstavens akse; sylindrisk linsemiddel anbragt mellom pumpelysmidlet og laserstaven, og som dirigerer lys utsendt fra pumpelysmidlet på staven; og reflekterende middel som omgir pumpehulrommet for å reflektere uabsorbert lys på laserstaven, og som har en åpning deri som tillater lys fra pumpelysmidlet å gå inn i det indre av pumpehulrommet.
Forskjellige løsninger og konstruksjoner for å øke virkningsgraden av energioverføring fra en oppstilling av laserdioder til en laserstav er blitt foreslått. Eksempelvis omhandler US patent nr. 3.683.296 en konstruksjon som innbefatter lineære oppstillinger av laserdioder som pumper energi inn i en laserstav omgitt av en reflekterende omhylning. US patent nr. 3.684.980 omhandler en konstruksjon som inkorporerer en lineær oppstilling av laserdioder og et reflekterende pumpehulrom. Andre patenter, slik som US patent nr. 4.594.716 omhandler laserkonstruksjoner tilpasset til å forbruke varmen som akkumuleres i laserstaven for å redusere de skadelige virkninger av varmeoppbygning i apparaturen.
I samtlige av disse tidligere patenter er de store formål å øke pumpingsvirkningsgraden ved å øke mengden av pumpingsenergien som overføres til laserstaven, og å redusere termisk oppbygning for å muliggjøre høyere laserutmatningsenergier. Behovet for ennu høyere laserutmatningsenergier og virkningsgrad, kompakthet, og få tilfeller av svikt, fortsetter imidlertid å skape et behov for forbedret laserkonstruk-sj oner .
I enkeltpasserings pumpingsmetoder, kreves det av laser-diodene typisk å utstråle nær absorbsjonstoppen i staven for å oppnå effektiv absorpsjon. For å oppnå bølgelengdestyring av laserdiodestrålingen, blir laserdioder med smale strålingslinjebredder typisk valgt, og deres temperatur blir rigid styrt av termoelektriske anordninger. Slik temperaturstyring kreves ettersom temperaturen av diodene direkte påvirker strålingsbølgelengden. Dette bidrar i stor grad til kostnaden for laserdiodepumping.
Å operere dioden nær toppabsorbsjonsbølgelengden for det laseropererende materialet og å basere seg på enkelt-passeringsabsorbsjon frembringer en sterk gradient i den lagrede energien som ikke er ønskelig.
Fra US patent 4756002 er det kjent en laserdiodekobler som anvender en sylindrisk laserstav sammen med en sylindrisk hylse som omgir denne. Den sylindriske hylsen innbefatter et reflekterende belegg som vender mot laserstaven og har én eller flere gjennomsiktige slisser plassert på en like-vinklet måte om hylsens periferi. Ved hver slisse er en fokuserende linse og en retro-reflekterende linse montert. Den reflekterende linsen er anordnet i en forskjøvet-akseorientering, slik at en pumpelyskilde kan innrettes med den fokuserende linsen som dirigerer dens stråle i en forskjøvet-aksebane gjennom laserstaven for refleksjon et flertall av ganger gjennom hylsen og staven. Dersom pumpelysstrålen som reflekteres et flertall av ganger støter mot retroreflektoren, returneres den langs sin refleksjons-bane og går ut fra hylsen gjennom den fokuserende linsen. Følgelig blir koblingen mellom pumpelysskilden og laserstaven optimalisert.
I betraktning av det ovenstående er det formålet med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en laseranordning som har en forbedret energioverførings-virkningsgrad mellom lineært pumpemiddel og en laserstav.
Dette formål løses ved hjelp av en laseranordning av innledningsvis nevnte type, hvilken kjennetegnes, ifølge oppfinnelsen ved filtermiddel anbragt mellom pumpelysmidlet og laserstaven for å absorbere stråling som kommer fra laserstaven og derved eliminere parasitisk laseroperasjon, og at nevnte linsemiddel har en fokallengde som er tilpasset til å fokusere lyset som mottas fra pumpemidlet, slik at den fulle diameter av laserstaven omgis.
Ifølge en ytterligere utførelsesform av laseranordningen innbefatter varmeavledermidlet en langstrakt safirkonstruksjon som har en boring som er komplementær til laserstaven, idet laserstaven er anbragt i boringen i alt vesentlig sammenhengende med boringens vegg, og har et varmeoverførende fluid anbragt mellom laserstaven og den langstrakte safirkon-struksjonen. Det varmeoverførende fluid kan være en silikongel.
Med fordel kan pumpelysmidlet omfatte minst to laserdiodeoppstillinger som er anbragt i motstående forhold med hensyn til laserstaven. Varmeavledermidlet kan omfatte et avkjøl-ingshulrom som omgir laserstaven. Avkjølingshulrommet kan være et sylindrisk hulrom som er anbragt mellom linsemidlet og en sylindrisk laserstav, og er tilpasset til å føre optisk gjennomsiktig kjølefluid derigjennom.
Ifølge en ennu ytterligere utførelsesform kan laserstaven bestå av neodym-dopet yttriumaluminiumgranat eller neodym-dopet yttriumlitiumfluorid.
Fortrinnsvis er filtermidlet et filtermiddel av Samarium-glass. Dette filtermiddel kan innbefatte en langstrakt glassplate av Samarium anbragt hosliggende pumpelysmidlet og anbragt i alt vesentlig parallelt med laserstavens langsgående akse, og hvilket har linsemidlet dannet deri. I tillegg kan det reflekterende midlet omfatte en reflekterende lysdiffusjonsoverflate.
De forskjellige trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil lettere forstås med henvisning til den etterfølgende detaljerte beskrivelse i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor like henvisningstall betegner like konstruksj onselementer. Fig. 1 er et aksielt snittriss av laseranordningen ifølge prinsippene for den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et endesnittriss over anordningen i fig. 1 tatt langs snittlinjen 2-2 i fig. 1. Fig. 3 er et aksielt snittriss over en alternativ utførelses-form av oppfinnelsen som inkorporerer fluidavkjøling av laserstaven. Fig. 4 er et diagram som illustrerer den forbedrede virkningsgraden og de termiske karakteristika for oppfinnelsen sammenlignet med konvensjonelle endepumpede lasere.
Idet der nå vises til tegningene, viser fig. 1 og 2 hhv. side- og enderiss over laseranordningen 10 ifølge prinsippene for den foreliggende oppfinnelse. Anordningen 10 omfatter en langstrakt, sylindrisk laserstav 12, som kan bestå av f.eks. neodym-dopet yttriumaluminiumgranat (Nd<+3>YAG). Laserstaven 12 er anbragt i et hulrom 14 av et saf irkrystall 16. Fortrinnsvis er laserstaven 12 belagt med en film av silikongel (ikke vist) til å gi forbedret termisk ledeevne mellom laserstaven 12 og safirkrystallet 16.
De sideveise overflater 40, 42 av krystallet 16 er avgrenset av et par termisk ledende støtteelementer 22, 24 laget av et hvilket som helst passende materiale, slik som eksempelvis sølvbelagt aluminium. De sideveise overflater 40, 42 på krystallet 16 er slipt med 220 dimensjon sandkorn til å gi lysdiffusjon. De termisk ledende støtteelementer 22, 24 tilveiebringer en varmeavleder for laserstaven 12. Et par langsgående forløpende fordypninger 26, 28 er dannet i de innad anbragte overflater av de respektive støtteelementer 22, 24. Fordypningene 26, 28 tilveiebringer rom for plasseringen av ytterligere filtre 34, 36 av Samarium-glass. De innad anbragte overflater 18, 20 på støtteelementene 22, 24 er belagt med reflekterende skikt 32, 33 omfattende eksempelvis sølv.
Oppad og nedad anbragte overflater på krystallet 16 (slik det sees på tegningen) er avgrenset av et par filtre 43, 45 av Samarium-glass, hvilke absorberer laserbølgelengden (l,06um for Nd<+3>YAG) og eliminerer parasittisk tverrgående laser-effekt som i sin tur begrenser nivået til hvilket Nd<+3>YAG staven kan pumpes. Ytre overflater av filtrene 43, 45 er også forsynt med reflekterende skikt 50,52, omfattende eksempelvis sølv. Sylindriske linser 54, 56 er dannet i hhv. filtrene 43, 45, idet linsene 54, 56 også gir gjennomsiktige åpninger gjennom de reflekterende skikt 50,52. Et andre par av filtre 34, 36 av Samarium-glass er anbragt i langsgående retning i de innadvendende sidevegger av støtteelementene. Disse filtre 34, 36 tilveiebringer den samme filtrerings-funksjon som paret av filtre 43, 45.
Et par av lineære laserdiodeoppstillinger 58, 60 er anbragt til å utsende pumpingsenergi som angitt ved hjelp av de stiplede linjer i fig. 2. Posisjonene for oppstillingene 58, 60, krumningen og avstanden for linsene 54, 56 relativt laserstavens 12 akse er valgt slik at pumpingsenergien som utsendes fra diodeoppstillingene 58, 60 går inn i laserstaven 12 i en vinkel til alt vesentlig å omgi diameteren derav. Støtteelementene 22, 24, filtrene 43, 45, laserstaven 12 og krystallet 16 er omsluttet ved hjelp av et par hetter 66, som er laget av et passende materiale, slik som eksempelvis sølv.
Ved drift vil pumpeenergi fra diodeoppstillingene 58, 60 passere gjennom linsene 54, 56 som dirigerer energien over hele laserstaven 12, på en slik måte at den fulle diameter derav omgis. Energi som ikke absorberes av laserstaven 12 ved den første passering derigjennom vil bli reflektert av de reflekterende skikt 32, 33, 50, 52 og bevirket igjen til å passere gjennom laserstaven 12. Kontinuerlig refleksjon av uabsorbert energi vil tilsist resultere i vesentlig økt absorpsjon av pumpeenergien. Varmeoppbygning innenfor laserstaven 12 blir vesentlig redusert ved hjelp av den termiske vei som tilveiebringes av silikongelet (ikke vist), safirkrystallet 16 og varmeavledningselementene 22, 24. Dette reduserer i vesentlig grad termiske påkjenninger og andre skadelige termiske virkninger på laserstavene 12. Laserdiodeoppstillingene 58, 60 innbefatter typisk store termisk ledende støtteoverflater 78, 80 som også virker som varmeavledere som fjerner varme som genereres av laser-diodene.
Det vil ytterligere forstås at de reflekterende overflater 32, 33, 50, 52 reflekterer uabsorbert energi tilbake inn i laserstaven 12 og sprer den reflekterte energien over en bredere seksjon av laserstaven 12 for derved ytterligere å forbedre virkningsgraden for laseranordningen 10. Bruken av eksempelvis en sylindrisk laserstav og de lineære diodeoppstillingene 58, 60 muliggjør anvendelsen av store diodeoppstillinger 58, 60 for derved i vesentlig grad å øke energi-mengden som kan fokuseres på laserstaven 12.
Nærmere bestemt blir stråling fra laserdiodeoppstillingen 58, 60 spredt ved hjelp av de sylindriske linser 54, 56 etset i Samarium-glass filtrene 43, 45 til fullstendig å omslutte laserstaven 12. Stråling som ikke absorberes av staven 12 ved den første passering blir reflektert av de reflekterende lag 32, 33, 50, 52 som er anbragt rundt pumpehulrommet. Kun de sylindriske linser 54, 56 er uten sølv for å tillate transmisjon av 800 nanometers laserdiodepumpelys. Kjølingen av staven 12 tilveiebringes ved varmeledning gjennom det tynne laget av silikongel, gjennom safirkrystallet 16 og til de termisk ledende støtteelementer 22, 24, som virker som varmeavledere. Alle varmeavlederne som anvendes i anordningen 10 kan være vannavkjølte på en konvensjonell måte for ytterligere å avkjøle laseranordningen 10. Filtrene 43, 45 av Samarium-glass absorberer 1,06 mikron stråling som kommer fra staven 12 for å undertrykke parasittisk krysslasereffekt. Sidene av safirkrystallet 16 er slipt for å frembringe spredning av pumpelyset, ettersom den spesielle hulromsformen ikke kan frembringe diodepumpelys utstrålt i en riktig speilende retning.
Idet der nå vises til fig. 3, er der vist en alternativ utførelsesform av laseranordning 10a ifølge oppfinnelsen. Laserstaven 12 er anbragt konsentrisk innenfor et sylindrisk kammer 71. Kammeret 71 har en diameter som er vesentlig større enn laserstavens 12 diameter og omfatter eksempelvis et glassrør 70 av Samarium. Kammeret 72 tillater strømningen av kjølefluid (ikke vist) rundt laserstaven 12. Kjølings-fluidet kan være en passende væske eller gass, slik som vann eller hydrogen eller lignende. De sylindriske linsene 54, 56 er dannet i Samarium-glassrøret 70. De lineære laserdiodeoppstillingene 58, 60 er anbragt utenfor linsene 54, 56. To diodeoppstillinger 58, 60 er vist i fig. 3 for illustra-sjonens formål, men det skal forstås at langt flere oppstillinger kan anvendes rundt Samarium-glassrørets 70 periferi, slik det er ønskelig for en bestemt anvendelse. Elementene i laseranordningen 10a er adskilt slik at linsene 54, 56 dirigerer pumpingsenergi fra oppstillingene 58, 60 for i alt vesentlig å fylle hele volumet av laserstaven 12. Den ytre overflaten av Samarium-glassrøret 70 er belagt med et reflekterende og spredende belegg 74, slik som eksempelvis bariumsulfat som reflekterer spredende eller sølv som reflekterer speilende. Samarium-glassrøret 70 og det reflekterende spredende belegg 74 fungerer som omtalt ovenfor med hensyn til laseranordningen 10.
I fig. 4 er der vist et diagram som illustrerer den relative virkningsgrad og termiske følsomhet hos laseranordningen 10 ifølge oppfinnelsen vist ved linje 85, sammenlignet med virkningsgraden og diodetemperaturfølsomheten for en konvensjonell enkeltpasserings-laserenhet som angitt ved linje 86. Fra diagrammet vil det bemerkes at ved bruk av laseranordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse, kan lagringsvirkningsgraden økes nær 1,8 ganger i forhold til enkelt-passeringssystemet, og at virkningsgraden for laserdiodeoppstillingene varierer betydelig mindre som reaksjon på variasjon overfor laserdiodetemperatur.
Fra den ovenstående beskrivelse vil det sees at laseranordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer er mer jevn fordeling av lagret energi innenfor laserstaven, gir høyere energioverføringsvirkningsgrad og slapper av på temperaturstyringskravene for diodene. I tillegg er anordningen relativt enkel av konstruksjon og varig.
Det vil forstås at den ovenfor beskrevne utførelsesform er kun illustrerende for visse av de mange bestemte utførelses-former som representerer applikasjoner av prinsippene for den foreliggende oppfinnelse. Det er åpenbart at tallrike og andre løsninger kan lett utledes av fagfolk uten å avvike fra oppfinnelsens omfang. Eksempelvis kan laserstaven bestå av neodym-dopet yttriumlitiumfluorid (Nd<+3>YLF) som optimalt pumpes med polarisert lys som er polarisert på tvers av stavens langsgående akse. I denne utførelsesform vil diodene som omfatter diodeoppstillerne være orientert ortogonalt på den langsgående aksen for staven for å gi lys som er polarisert som angitt ovenfor. I tillegg viser de beskrevne utførelsesformer to diodeoppstillinger som anvendes til å pumpe laserstaven. Det vil forstås at i visse applikasjoner kan en diodeoppstilling være nødvendig, og følgelig vil kun en linse og filterløsning være nødvendig.
Claims (11)
1.
Laseranordning (10; 10a) med integrert pumpehulrom, omfattende : a) en laserstav (12) som har en langsgående akse, b) et pumpehulrom som omslutter laserstaven (12) og som omfatter varmeavledermiddel (16, 22, 24; 70) som er termisk koblet til laserstaven (12), c) lineært pumpelysmiddel (58, 60) anbragt i adskilt forhold med laserstavens (12) akse, d) sylindrisk linsemiddel (54, 56) anbragt mellom pumpelysmidlet (58, 60) og laserstaven (12), og som dirigerer lys utsendt fra pumpelysmidlet (58, 60) på staven (12), og e) reflekterende middel (32, 33, 50, 52; 74) som omgir pumpehulrommet for å reflektere uabsorbert lys på laserstaven (12), og som har en åpning deri som tillater lys fra pumpelysmidlet (58, 60) å gå inn i det indre av pumpehulrommet.karakterisert vedf) filtermiddel (43, 45; 70) anbrakt mellom pumpelysmidlet (58, 60) og laserstaven (12) for å absorbere stråling som kommer fra laserstaven (12) og derved eliminere parasitisk laseroperasjon, og g) at nevnte linsemiddel (54, 56 ) har en fokal lengde som er tilpasset til å fokusere lyset som mottas fra pumpemidlet, (58, 60) slik at den fulle diameter av laserstaven (12) omgis.
2.
Anordning som angitt i krav 1,karakterisertved at varmeavledermidlet (16, 22, 24: 70) innbefatter en langstrakt safirkonstruksjon (16) som har en boring som er komplementær til laserstaven (12), idet laserstaven (12) er anbrakt i boringen i alt vesentlig sammenhengende med boringens vegg, og har et varmeoverførende fluid anbrakt mellom laserstaven (12) og den langstrakte safirkonstruksjon-en (16).
3.
Anordning (10; 10a) som angitt i krav 2,karakterisert vedat nevnte varmeoverførende fluid er en silikongel.
4.
Anordning (10; 10a) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat pumpelysmidlet (58, 60) omfatter minst to laserdiodeoppstillinger som er anbrakt i motstående forhold med hensyn til laserstaven (12).
5 .
Anordning (10; 10a) som angitt i krav 4 når dette er underordnet krav 1,karakterisert vedat varmeavledermidlet (70) omfatter et avkjølingshulrom (71) som omgir laserstaven (12).
6.
Anordning (10; 10a) som angitt i krav 5,karakterisert vedat avkjølingshulrommet (71) er et sylindrisk hulrom som er anbrakt mellom linsemidlet (54, 56) og en sylindrisk laserstav (12), og er tilpasset til å føre optisk gjennomsiktig kjølefluid derigjennom.
7.
Anordning (10; 10a) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat laserstaven (12) består av neodym-dopet yttriumaluminiumgranat.
8.
Anordning (10; 10a) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav 1-6,karakterisert vedat laserstaven (12) består av neodym-dopet yttriumlitiumfluorid.
9.
Anordning (10; 10a) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat filtermidlet (43, 44; 70) er et filtermiddel av Samarium-glass .
10.
Anordning (10; 10a) som angitt i krav 9,karakterisert vedat nevnte filtermiddel (43, 45; 70) av Samariumglass innbefatter en langstrakt glassplate (43, 45) av Samarium anbrakt hosliggende pumpelysmidlet (58, 60) og anbrakt i alt vesentlig parallelt med laserstavens (12) langsgående akse, og hvilket har linsemidlet (54, 56) dannet deri .
11.
Anordning (10; 10a) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat det reflekterende midlet (32, 33, 50, 52; 74) omfatter en reflekterende lysdiffusjonsoverflate.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/419,370 US4969155A (en) | 1989-10-10 | 1989-10-10 | Integrating laser diode pumped laser apparatus |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO904355D0 NO904355D0 (no) | 1990-10-08 |
| NO904355L NO904355L (no) | 1991-04-11 |
| NO303036B1 true NO303036B1 (no) | 1998-05-18 |
Family
ID=23661960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO904355A NO303036B1 (no) | 1989-10-10 | 1990-10-08 | Integrerende laserdiode pumpet laseranordning |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4969155A (no) |
| EP (1) | EP0422418B1 (no) |
| JP (1) | JPH07109909B2 (no) |
| KR (1) | KR940002413B1 (no) |
| DE (1) | DE69014068T2 (no) |
| ES (1) | ES2063222T3 (no) |
| GR (1) | GR3015017T3 (no) |
| IL (1) | IL95703A (no) |
| NO (1) | NO303036B1 (no) |
| TR (1) | TR25878A (no) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5091915A (en) * | 1989-12-25 | 1992-02-25 | Mitsubishi Denki K.K. | Semiconductor laser excited solid laser device |
| DE4041130A1 (de) * | 1990-12-21 | 1992-07-02 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Festkoerper-lasersystem |
| JPH04284681A (ja) * | 1991-03-14 | 1992-10-09 | Hitachi Ltd | マイクロ波処理装置 |
| US5140607A (en) * | 1991-05-23 | 1992-08-18 | Laser Diode, Inc. | Side-pumped laser with angled diode pumps |
| US5307365A (en) * | 1991-08-08 | 1994-04-26 | Northrop Corporation | Cavity pumped, solid state lasers |
| US5317585A (en) * | 1992-08-17 | 1994-05-31 | Hughes Aircraft Company | Laser reflecting cavity with ASE suppression and heat removal |
| US5272710A (en) * | 1992-09-08 | 1993-12-21 | Hughes Aircraft Company | Stress-free mounting and protection of liquid-cooled solid-state laser media |
| JPH06104515A (ja) * | 1992-09-21 | 1994-04-15 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 固体レーザ |
| US6873639B2 (en) * | 1993-05-28 | 2005-03-29 | Tong Zhang | Multipass geometry and constructions for diode-pumped solid-state lasers and fiber lasers, and for optical amplifier and detector |
| GB2310077B (en) * | 1993-09-24 | 1998-02-25 | Mitsubishi Electric Corp | Solid state laser apparatus |
| JP3155132B2 (ja) * | 1993-09-24 | 2001-04-09 | 三菱電機株式会社 | 固体レーザ装置及びレーザ加工装置 |
| US5455838A (en) * | 1993-11-15 | 1995-10-03 | Hoya Corporation | Side pumping arrangement |
| US5646674A (en) * | 1994-04-29 | 1997-07-08 | Eastman Kodak Company | Optical print head with flexure mounted optical device |
| US5774488A (en) * | 1994-06-30 | 1998-06-30 | Lightwave Electronics Corporation | Solid-state laser with trapped pump light |
| US5572541A (en) * | 1994-10-13 | 1996-11-05 | Coherent Technologies, Inc. | Laser rod assembly for side pumped lasers |
| US5471491A (en) | 1994-11-15 | 1995-11-28 | Hughes Aircraft Company | Method and structure for impingement cooling a laser rod |
| DE19510713C2 (de) * | 1995-03-15 | 2001-04-26 | Laser Analytical Systems Las E | Festkörperlaservorrichtung mit Mitteln zur Einstellung eines Temperaturprofils des Laserkörpers |
| DE19515635C2 (de) * | 1995-04-28 | 1999-01-14 | Jenoptik Jena Gmbh | Laserdiodengepumpter Hochleistungsfestkörperlaser |
| US5636239A (en) * | 1995-05-15 | 1997-06-03 | Hughes Electronics | Solid state optically pumped laser head |
| US5619522A (en) * | 1995-09-07 | 1997-04-08 | Dube; George | Laser pump cavity |
| IL116106A (en) * | 1995-11-23 | 1999-07-14 | Elop Electrooptics Ind Ltd | Diode pumping module |
| US5761233A (en) * | 1996-04-10 | 1998-06-02 | Hughes Electronics Corporation | Monolithic pump cavity and method |
| US5778020A (en) * | 1996-06-04 | 1998-07-07 | Cj Laser, Inc. | ND: YAG laser pump head |
| US5748654A (en) * | 1996-06-17 | 1998-05-05 | Trw Inc. | Diode array providing either a pulsed or a CW mode of operation of a diode pumped solid state laser |
| US5781573A (en) * | 1996-12-05 | 1998-07-14 | Northrop Grumman Corporation | High power solid state laser and method of increasing power using same |
| US6418156B1 (en) | 1998-11-12 | 2002-07-09 | Raytheon Company | Laser with gain medium configured to provide an integrated optical pump cavity |
| JP2004516670A (ja) * | 2000-12-19 | 2004-06-03 | ロフィン−ジナール レーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 光学的にポンピングされる固体レーザ |
| US6667999B2 (en) * | 2001-08-17 | 2003-12-23 | Textron Corporation | Cooling of high power laser systems |
| TW200301980A (en) * | 2002-01-10 | 2003-07-16 | Hrl Lab Llc | Diffusion bonded pump cavity |
| US6707832B2 (en) | 2002-01-15 | 2004-03-16 | Hrl Laboratories, Llc | Fiber coupling enhancement via external feedback |
| FR2885266B1 (fr) * | 2005-04-28 | 2009-10-30 | Cie Ind Des Lasers Cilas Sa | Element actif pour source laser comportant un tel element actif |
| US20090304040A1 (en) | 2005-12-28 | 2009-12-10 | Ram Oron | Diode-pumped cavity |
| DE102007046312A1 (de) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Robert Bosch Gmbh | Lasereinrichtung für die Zündeinrichtung einer Brennkraftmaschine |
| CN105305215B (zh) * | 2015-11-06 | 2018-08-17 | 华中科技大学 | 一种激光器 |
| CN106329294B (zh) * | 2016-11-30 | 2018-10-02 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种二极管泵浦激光模块晶体棒 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3624545A (en) * | 1968-10-23 | 1971-11-30 | Mc Donnell Douglas Corp | Semiconductor pumped laser |
| US3663893A (en) * | 1970-07-13 | 1972-05-16 | Bell Telephone Labor Inc | High-efficiency diode-pumped lasers |
| US3683296A (en) * | 1970-10-13 | 1972-08-08 | Texas Instruments Inc | High efficiency laser cavity |
| US3684980A (en) * | 1970-10-13 | 1972-08-15 | Texas Instruments Inc | High effective absorption coefficient solid state laser rods |
| US3711789A (en) * | 1970-11-18 | 1973-01-16 | Texas Instruments Inc | Diode array assembly for diode pumped lasers |
| JPS496894A (no) * | 1972-08-23 | 1974-01-22 | ||
| US3821663A (en) * | 1973-01-15 | 1974-06-28 | Motorola Inc | Integral reflecting cavity semiconductor pumped laser |
| US4594716A (en) * | 1981-11-09 | 1986-06-10 | Gte Government Systems Corporation | Conduction cooled solid state laser |
| US4580269A (en) * | 1983-11-16 | 1986-04-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Optically pumped CW semiconductor ring laser |
| JPS6181681A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-25 | Nec Corp | 空冷形イオンレ−ザ管 |
| US4809291A (en) * | 1984-11-26 | 1989-02-28 | Board Of Trustees, Of Leland Stanford Jr U. | Diode pumped laser and doubling to obtain blue light |
| US4751716A (en) * | 1986-05-01 | 1988-06-14 | Amada Engineering & Service Co., Inc. | Hollow cylindrical solid state laser medium and a laser system using the medium |
| US4756002A (en) * | 1986-06-23 | 1988-07-05 | Mcdonnell Douglas Corporation | Laser diode coupler |
| US4764933A (en) * | 1986-08-15 | 1988-08-16 | Stanford University | Diode pumped low doped Nd 3+ glass laser |
| JPS6396945A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-27 | Nippon Denso Co Ltd | 大電力用半導体装置 |
| US4799233A (en) * | 1986-10-23 | 1989-01-17 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Flashlamp radiation recycling for enhanced pumping efficiency and reduced thermal load |
| JPS6441296A (en) * | 1987-08-07 | 1989-02-13 | Nec Corp | Laser system |
| JP2706098B2 (ja) * | 1988-08-31 | 1998-01-28 | 三菱電機株式会社 | 固体レーザ |
| FR2641422B1 (fr) * | 1989-01-04 | 1994-09-30 | Comp Generale Electricite | Laser a barreau avec pompage optique par source a plage d'emission etroite |
-
1989
- 1989-10-10 US US07/419,370 patent/US4969155A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-09-16 IL IL95703A patent/IL95703A/xx unknown
- 1990-09-19 ES ES90118027T patent/ES2063222T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-19 EP EP90118027A patent/EP0422418B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-19 DE DE69014068T patent/DE69014068T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-08 KR KR1019900015930A patent/KR940002413B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-10-08 NO NO904355A patent/NO303036B1/no not_active IP Right Cessation
- 1990-10-09 JP JP2272078A patent/JPH07109909B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-25 TR TR90/0991A patent/TR25878A/xx unknown
-
1995
- 1995-02-08 GR GR950400260T patent/GR3015017T3/el unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69014068T2 (de) | 1995-03-16 |
| EP0422418B1 (en) | 1994-11-09 |
| JPH07109909B2 (ja) | 1995-11-22 |
| JPH03135082A (ja) | 1991-06-10 |
| NO904355L (no) | 1991-04-11 |
| GR3015017T3 (en) | 1995-05-31 |
| NO904355D0 (no) | 1990-10-08 |
| US4969155A (en) | 1990-11-06 |
| IL95703A0 (en) | 1991-06-30 |
| EP0422418A3 (en) | 1991-10-16 |
| KR910008901A (ko) | 1991-05-31 |
| EP0422418A2 (en) | 1991-04-17 |
| TR25878A (tr) | 1993-11-01 |
| DE69014068D1 (de) | 1994-12-15 |
| IL95703A (en) | 1993-01-31 |
| KR940002413B1 (ko) | 1994-03-24 |
| ES2063222T3 (es) | 1995-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO303036B1 (no) | Integrerende laserdiode pumpet laseranordning | |
| US5317585A (en) | Laser reflecting cavity with ASE suppression and heat removal | |
| US8576885B2 (en) | Optical pump for high power laser | |
| JP3578970B2 (ja) | 高出力ファイバリボンレーザー及び増幅器 | |
| US6268956B1 (en) | End pumped zig-zag slab laser gain medium | |
| US5949805A (en) | Passive conductively cooled laser crystal medium | |
| WO2003047052A2 (en) | Laser containing a distributed gain medium | |
| US6763050B2 (en) | Method for optical pumping of thin laser media at high average power | |
| US6667999B2 (en) | Cooling of high power laser systems | |
| JP2002535852A (ja) | ファネル結合ポンプソースを備えたダイオードポンプレーザ | |
| CN112020802A (zh) | 光模块单元和激光装置 | |
| US6944196B2 (en) | Solid state laser amplifier | |
| RU2000118426A (ru) | Модуль твердотельного пластинчатого лазера с диодной накачкой | |
| US4839902A (en) | Laser with controlled geometry fluorescent converter | |
| JP3237525B2 (ja) | 固体レーザ励起モジュール | |
| JP2003188441A (ja) | 太陽光直接励起レーザー発振装置 | |
| US3383622A (en) | End pumped laser structures employing immersion optics | |
| JP3340683B2 (ja) | 固体レーザ励起モジュール | |
| TWI806233B (zh) | 包含幾何聚光元件及絕熱元件的雷射泵浦裝置及其系統 | |
| RU2735133C1 (ru) | Устройство отражения излучения для твердотельных лазеров | |
| EP3601905B1 (fr) | Réfrigérateur optique et capteur comportant un tel réfrigérateur | |
| US20040247003A1 (en) | Laser apparatus | |
| CUMBO | Monolithic wafer-scale waveguide-laser |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |
Free format text: LAPSED IN APRIL 2003 |