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半導體泵浦固體激光器的類別

半導體泵浦固體激光器的種類很多,可以是連續的、脈沖的、調Q的,以及加倍頻混頻等非線性轉換的。工作物質的形狀有圓柱和板條狀的。而泵浦的耦合方式可分為端面泵浦和側面泵浦,其中端面泵浦又可分為直接端面泵浦和光纖耦合端面泵浦兩種結構。

1、端面泵浦固體激光器

端面泵浦方式最大的優點就是容易獲得好的光束質量,可以實現高亮度的固體激光器。端面泵浦的效率較高。這是因為,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耦合到工作物質中,耦合損失較少;另壹方面,泵浦光也有壹定的模式,而產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,工作物質對泵浦光的利用率也相對高壹些。

正是由於端面泵浦方式效率高、模式匹配好、波長匹配的優點在國際上發展極為迅速,已成為激光學科的重點發展方向之壹。它在激光打標、激光微加工、激光印刷、激光顯示技術、激光醫學和科研等領域都有廣泛的用途,具有很大的市場潛力。

2、側面泵浦固體激光器

側面泵浦(Side Pump)固態激光器激光頭是由三個二極管泵浦模塊圍成壹圈組成泵浦源,每個泵浦模塊又由3個帶微透鏡的二極管線陣組成。每個線陣的輸出功率平均為20W輸出波長為808nm。該裝置采用玻璃管巧妙地設計了泵浦腔和制冷通道。玻璃管的表面大部分鍍有808nm的高反膜,剩余的部分呈120°鍍有三條808nm增透膜,這樣便形成了壹個泵浦腔。半導體泵浦源發出的光經過三對光束整形透鏡會聚到這三條鍍增透膜的狹長區域內,然後透過玻璃管的管壁,被晶體吸收。由於玻璃管大部分區域鍍有高反膜,使得泵浦光進入泵浦腔以後,便在其中來回的反射,直至被晶體充分地吸收,而且在晶體的橫截面上形成了均勻的增益分布。

同時玻璃管還能用於制冷,高速通過的冷卻水將產生的熱量迅速帶走。晶體采用的是壹根復合結構的Nd:YAG棒,有效尺寸為j3*63mm,摻雜濃度為1.5at.%.當泵浦光功率為180W時,得到了72W的激光輸出。光光轉換效率高達40%。