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固體激光器

二極管直接端面泵浦固體激光器效率最高

星之球激光 來源:欣天激光2012-03-11 我要評論(0 )   

實驗結(jié)果表明,與其它兩種泵浦方式相對比,端面泵浦的效率最高。其原因為:在泵浦激光模式不太差的情況下,泵浦光都能由會聚光學系統(tǒng)耦合到工作物質(zhì)中,耦合損失較少;...

      實驗結(jié)果表明,與其它兩種泵浦方式相對比,端面泵浦的效率最高。其原因為:在泵浦激光模式不太差的情況下,泵浦光都能由會聚光學系統(tǒng)耦合到工作物質(zhì)中,耦合損失較少;另一方面,泵浦光也有一定的模式,而產(chǎn)生的振蕩光的模式與泵浦光模式有密切關系,匹配的效果好,因此,工作物質(zhì)用泵浦光的利用率也相對高一些。然而,端面泵浦雖然效率高,但固體激光的輸出功率受端面限制,因為端面較小時只能采用單元的激光二極管,這就限制了泵浦光的最大功率。如果采用功率較大的激光二極管陣列作泵浦源,則由于陣列型二極管輸出的泵浦光模式不好,因而不易將泵浦光有效地耦合到工作物質(zhì)中,實際上降低了效率。而且由于泵浦光的模式較為復雜,泵浦后輸出的 1.06μm 激光的光束質(zhì)量也不易保證。

      針對這一弱點,人們又進一步發(fā)展了光纖耦合的端面泵浦和側(cè)面泵浦方式。端面泵浦激光器由激光二極管、兩個聚焦系統(tǒng)、耦合光纖、工作物質(zhì)和輸出反射鏡組成。與直接端面泵浦不同,這種結(jié)構(gòu)首先把激光二極管發(fā)射的光束質(zhì)量很差的激光耦合到光纖中,經(jīng)過一段光纖傳輸后,從光纖中出射的光束變成發(fā)散角較小的、圓對稱的、中間部分光強最大的泵浦光束。用這一輸出的泵浦光去泵浦工作物質(zhì),由于它和振蕩激光在空間上匹配得很好,因此泵浦效率很高。由于激光二極管或二極管陣列與光纖間的耦合較與工作物質(zhì)的耦合容易,從而降低了對器件調(diào)整的要求。而且最重要的是這種耦合方式能使固體激光器輸出模式好、效率高。

      側(cè)面泵浦板條固體激光器要得到更大功率的激光輸出,就必然要采用泵浦功率較大的陣列型激光二極管,由于陣列二極管的發(fā)光面較大,不可能利用端面泵浦,因此,大多采用側(cè)泵浦方式。這種結(jié)構(gòu)的特點是:在工作板條的一側(cè)用激光二極管陣列,另一側(cè)是全反器,使泵浦光盡量集中到工作物質(zhì)中。板條狀激光器結(jié)構(gòu)的特點是:激光通過工作物質(zhì)介質(zhì)全內(nèi)反射傳輸,這樣,激光經(jīng)過工作物質(zhì)的長度就大于工作物質(zhì)的外形長度,即提供了更長的有效長度。在有效長度內(nèi),工作物質(zhì)皆可直接吸收到由激光二極管發(fā)射的泵浦光,從而較易獲得大功率輸出,研究開發(fā)的重點就在于發(fā)展大功率的端面泵浦固體激光器,從激光二極管發(fā)出的光束經(jīng)光學耦合從側(cè)面泵浦激光晶體,從而獲得單級輸出的激光;并可以根據(jù)所要得到的輸出功率要求而改變激光工作物質(zhì)的長度而改變激光二極管泵浦的效率和功率。

 

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