本发明专利技术涉及一种泵浦辐射装置，其包括：用于产生泵浦辐射(3)的泵浦辐射源(1)、用于所述泵浦辐射源(1)的波长稳定化的装置(5)以及激光活性介质(12)，所述泵浦辐射(3)双向穿过所述激光活性介质(12)。所述泵浦辐射源(11)也具有用于将没有由所述激光活性介质(12)吸收的泵浦辐射(3c)反射回所述泵浦辐射源(1)的逆反射体(14)以及用于通过滤波没有由所述激光活性介质(12)吸收的泵浦辐射(3c)的不期望的频谱部分(10)来避免所述泵浦辐射源(1)的波长不稳定化的波长选择性元件(15)。本发明专利技术也涉及一种用于泵浦激光活性介质(12)的所属的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】泵浦辐射装置和用于泵浦激光活性介质的方法
本专利技术涉及一种泵浦辐射装置，其包括：用于产生泵浦辐射的泵浦辐射源以及用于泵浦辐射源的波长稳定化的装置，例如以光栅结构的形式。本专利技术也涉及一种用于泵浦激光活性介质的方法，其包括以下步骤：借助泵浦辐射源产生泵浦辐射、例如借助光栅结构稳定化泵浦辐射的波长以及借助泵浦辐射泵浦激光活性介质。
技术介绍
由WO2006/025849A2已知一种用于高的辐射功率的辐射源，所述辐射源包括作为泵浦辐射源的半导体二极管激光器和具有光栅结构的反射体。反射体与半导体二极管激光器光学连接并且如此与二极管激光器的输出射束对准，使得输出射束中的辐射的一部分由反射体反射回到二极管激光器中。借助在WO2006/025849A2中所描述的辐射源产生的(从反射体透射的)激光辐射可以充当作用于泵浦激光活性介质的泵浦辐射。所述激光活性介质通常具有非常窄的吸收线，即具有非常窄的波长范围，在所述波长范围中吸收泵浦辐射。对于激光活性介质的泵浦而言，泵浦辐射的一部分的与波长相关的至泵浦辐射源的反馈是有利的，因为在此发生所发射的波长的稳定化，从而泵浦辐射的从反射体透射的部分具有比在没有所述稳定化的情形下窄带得多的频谱。因此，可以通过反射体提高泵浦效率，因为由激光活性介质接收的泵浦辐射的部分增加。对于有效的泵浦而言，泵浦辐射穿过激光活性介质的路径也应当尽可能长，以便提高吸收。然而，激光活性介质中的长的射束路径可能引起热效应，所述热效应导致由活性介质产生的或者放大的激光辐射的射束质量的变差。此外，所产生的或者所增强的激光辐射的射束质量应当比泵浦辐射的射束质量高得多，从而在类似的射束腰部中泵浦辐射显著更强地离散，并且因此保证泵浦辐射和激光辐射的好的在空间上的重叠并且因此保证从泵浦辐射到激光辐射的仅仅在短的路程上的有效的能量转移。此外，对于许多激光器或者放大器而言，由于其他原因在活性介质内的长的路径长是不利的，因此例如对于超短脉冲激光器主要干扰线性的色散和/或在高的峰功率时干扰介质的非线性度(例如自身相位调制、四波混频、拉曼和布里渊散射(Raman-oderBrillouin-Streuung))。因此，尤其在激光晶体中也在激光玻璃中、例如作为光纤激光器中的激光活性介质的放大器光纤，尽可能如此短地选择激光介质中的路径路程并且实现泵浦辐射的多重通路或者多个侧的泵浦。优选地，泵浦辐射可以在端镜上反射回自身，因此泵浦辐射的没有由激光活性介质吸收的部分被反射回泵浦辐射源，因此实现穿过激光介质的双重传播路径并且最大化吸收效率。然而，尽管窄带地反射波长的反射体，从反射体透射的经波长稳定化的泵浦辐射在波长范围中通常也具有没有由或者仅仅弱地由激光活性介质吸收的频谱部分。所不期望的频谱部分由端镜反射回泵浦辐射源，尤其当在高的辐射功率的情况下运行泵浦辐射装置时，主要当例如在三级激光介质或者准三级激光介质中由于激光介质的增加的反转使吸收减弱(ausbleichen)，这尤其在所谓的零声子吸收线(Zero-Phonon-Absorptionslinie)中发生(例如，在Yb:YAG的情况下969纳米，或者在Yb:Lu2O3的情况下976纳米)，然而出现以下问题：所不期望的反射回来的频谱部分导致泵浦辐射源的不稳定化，从而泵浦辐射的从反射体透射的频谱不希望地扩宽。尽管反射体，泵浦辐射频谱与激光活性介质的吸收频谱的偏离降低泵浦辐射装置的效率，从而激光器的或者放大器的输出功率不能如所期望的那样增加。
技术实现思路
本专利技术的任务是，如下扩展用于泵浦激光活性介质的泵浦辐射装置和方法：尤其在高的泵浦功率的情况下也保证高的效率。专利技术的主题根据本专利技术，所述任务通过开始时所描述类型的泵浦辐射装置来解决，所述泵浦辐射装置还包括：由泵浦辐射双向穿过的激光活性介质、用于将没有由激光活性介质吸收的泵浦辐射沿着基本相同的光程或者射束路径反射回泵浦辐射源的逆反射体以及用于通过滤除没有由激光活性介质吸收的泵浦辐射的不期望的频谱部分来防止泵浦辐射源的波长不稳定化的波长选择性元件。例如借助相应的装置、尤其光栅结构进行波长稳定化的一个或者可能多个激光二极管可以用作泵浦辐射源。波长选择性元件可以根据设计来透射或者反射泵浦辐射的不期望的频谱部分。根据本专利技术提出，借助至少一个波长选择性元件滤除不期望的频谱部分，即以下频谱部分：所述频谱部分位于激光活性介质的吸收线的边缘处或者激光活性介质的吸收线之外并且因此较少地被吸收或者完全不被吸收并且所述频谱部分可能对泵浦辐射装置的效率产生不利影响。波长选择性元件在泵浦辐射的光程中的使用避免在用于防止不期望的辐射部分进入到泵浦辐射源中的其他可能性时存在的缺点。因此，尤其在高的激光功率时由于残留吸收例如可能没有意义地使用光学绝缘体(例如法拉第绝缘体(Faraday-Isolator))在泵浦辐射源和激光活性介质之间的插入。用于泵浦辐射源、更准确地说在此存在的激光活性介质的波长稳定化的装置可以涉及光栅结构，所述光栅结构刻印(einbeschrieben)在激光活性介质中，如在所谓的“分布式反馈激光器”(DFB)类型中是这种情形，如在DE102009019996B4中所描述的那样。光栅结构也可以设置在激光活性区域之外，但是也可以设置在集成到相同芯片上的波导体中，如例如在所谓的“分布式布拉格反射激光器(distributedBraggreflectorlaser)”(DBR)中是这种情形。泵浦辐射装置具有用于将没有由激光活性介质吸收的泵浦辐射通常沿着基本上相同的光程反射回泵浦辐射源的逆反射体。逆反射体使得可能的是，泵浦辐射至少又一次穿过激光活性介质，因此泵浦辐射装置的效率提高。虽然，在没有逆反射体的情况下也能够借助多重转向(Umlenkung)提高泵浦光通路的数量，然而尤其用于盘片激光器的多程泵浦辐射装置优选使用大的空间角，参考例如WO2001/057970A1，并且在此在没有使用逆反射体的情况下不能实现或者仅仅能够以过高成本地实现泵浦光通路的加倍。虽然替代波长选择性元件的使用也可以尝试如此改变泵浦辐射的射束走向，使得泵浦辐射的由逆反射体反射回的部分以另一个角穿过激光活性介质，从而在所述激光活性介质上反射回的泵浦辐射不再进入到泵浦辐射源中。但是，在该方式中，当不能容易地提高泵浦辐射的射束质量时，激光活性介质中的重叠区域可能缩小并且在激光活性介质中产生的激光辐射的射束质量可能降低，从而在使用逆反射体时用于稳定化泵浦辐射源的波长选择性元件也是特别有利的。在另一种实施方式中，用于波长稳定化的装置或者光栅结构构成与波长相关的反射体，以便将所产生的泵浦辐射的一部分反射回泵浦辐射源并且将泵浦辐射的所透射的一部分输送到激光活性介质。反射体例如可以涉及体布拉格光栅(Volumen-Bragg-Gitter)，其可以与泵浦辐射源或者在那设置的泵浦二极管间隔开地设置。如果经波长稳定化的光纤激光器用作泵浦辐射源，则所述泵浦光纤激光器的经波长稳定化的泵浦辐射例如可以由实施为光纤布拉格光栅(Faser-Bragg-Gitter)的反射体产生。更一般地，对泵浦辐射进行波长稳定化的反射体可以构成泵浦辐射源的耦合输出镜。同样，对于本领域技术人员可理解，用于反馈泵浦辐射到泵浦辐射源的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种泵浦辐射装置(11)，其包括：用于产生泵浦辐射(3)的泵浦辐射源(1)，以及用于所述泵浦辐射源(1)的波长稳定化的装置(5，5a)，其特征在于：由所述泵浦辐射(3)双向穿过的激光活性介质(12，22)，用于将没有由所述激光活性介质(12，22)吸收的泵浦辐射(3c)反射回所述泵浦辐射源(1)的逆反射体(14，14a‑d)，和用于通过滤除没有由所述激光活性介质(12，22)吸收的泵浦辐射(3c)的不期望的频谱部分(10)来防止所述泵浦辐射源(1)的波长不稳定化的波长选择性元件(14a‑d，15，15a，15b)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.03 DE 102012207339.6;2012.03.30 US 61/617,1.一种泵浦辐射装置(11)，其包括：用于产生泵浦辐射(3)的泵浦辐射源(1)，以及用于所述泵浦辐射源(1)的波长稳定化的装置，其中：由所述泵浦辐射(3)双向穿过的激光活性介质(12，22)，用于将没有由所述激光活性介质(12，22)吸收的泵浦辐射(3c)反射回所述泵浦辐射源(1)的逆反射体(14)，和用于通过滤除没有由所述激光活性介质(12，22)吸收的泵浦辐射(3c)的不期望的频谱部分(10)来防止所述泵浦辐射源(1)的波长不稳定化的波长选择性元件；其中没有由所述激光活性介质吸收的泵浦辐射(3c)的不期望的频谱部分(10)包括与激光活性介质的吸收频谱相同的频谱并位于用于激励所述激光活性介质的目标波长段之外。2.根据权利要求1所述的泵浦辐射装置，其中，用于所述波长稳定化的装置构造为与波长相关的反射体，以便将所产生的泵浦辐射(3)的一部分(3a)反射回所述泵浦辐射源(1)并且将所述泵浦辐射(3)的所透射的一部分(3b)输送到所述激光活性介质(12，22)。3.根据权利要求1或2所述的泵浦辐射装置，其中，所述波长选择性元件是干涉滤波器。4.根据权利要求3所述的泵浦辐射装置，其中，所述干涉滤波器是相对于所述泵浦辐射(3)的射束方向(13)成一个角度α定向的标准具(15)。5.根据权利要求4所述的泵浦辐射装置，其中，所述标准具(15)构造为薄层标准具。6.根据权利要求1或2所述的泵浦辐射装置，其还包括：用于转向和/或吸收由所述波长选择性元件从所述泵浦辐射(3)的光学路径引开的不期望的频谱部分(10)的接收元件(17)。7.根据权利要求1或2所述的泵浦辐射装置，其中，所述激光活性介质是固体晶体，并且所述波长选择性元件在所述泵浦辐射(3)的光程中设置在用于波长稳定化的装置和所述固体晶体之间或者所述固体晶体和所述逆反射体(14)之间。8.根据权利要求1或2所述的泵浦辐射装置，其中，尤其构成用于所述泵浦辐射(3)的端镜的逆反射体构造为波长选择性元件。9...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·祖特尔，A·基利，J·克莱因鲍尔，Y·李，
申请(专利权)人：通快激光有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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