一种半导体侧面泵浦的放大系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种半导体侧面泵浦的放大系统，依序包括种子光源、耦合系统、半导体泵浦源、波导、增益介质、热沉，种子光源出射的种子激光，经耦合系统整形后进入增益介质端面，半导体泵浦源发射的泵浦光经过波导，从侧面进入增益介质，在增益介质侧壁多次反射后被增益介质吸收，本实用新型专利技术提出了泵浦光的快轴方向平行于增益介质轴向的新方法，使得泵浦光在种子激光传播方向上的分布更加均匀，用简单结构实现了对种子激光的高效放大。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体侧面泵浦的放大系统
本技术涉及激光
，尤其是一种半导体侧面泵浦的放大系统。
技术介绍
半导体泵浦固体激光系统由于其全固态，可靠性高，效率高和寿命长等优点得到广泛的应用，其泵浦方式主要分为侧面泵浦和端面泵浦，相对于端面泵浦，侧面泵浦结构相对简单，易于实现高功率输出，因此高功率半导体泵浦激光系统多以侧面泵浦为主。对于半导体侧面泵浦的放大器而言，要提升泵浦光利用效率，关键是要使泵浦光均匀的分布在增益介质轴方向上，现有的侧面泵浦的激光和放大系统，通常快轴垂直于增益介质轴，慢轴平行于增益介质轴，在此种泵浦方式下，泵浦光在增益介质轴向上的分布是不均匀的，反而存在了增益介质对放大激光的吸收，从而导致放大效率较低。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本技术的目的在于提供一种设计合理、结构简单的半导体侧面泵浦的放大系统。为了实现上述的技术目的，本技术所采用的技术方案为：一种半导体侧面泵浦的放大系统，其包括依序设置的种子光源、耦合系统、半导体泵浦源、波导、增益介质和热沉，所述的增益介质穿设在热沉内，增益介质的一端面与耦合系统相对，所述的波导一端嵌设在热沉内并与增益介质外壁相对，波导的另一端与半导体泵浦源的泵浦光发射端口相对，所述的种子光源发射的种子激光经耦合系统准直后，从增益介质与耦合系统相对的端面进入增益介质，所述半导体泵浦源发射的泵浦光在波导内反射后，从侧面进入增益介质中，并在增益介质外壁多次反射后被增益介质吸收，所述半导体泵浦源的泵浦光的快轴方向与增益介质的轴向相平行，所述泵浦光的光强在增益介质轴向上进行交叠并形成均匀分布。进一步，所述的半导体泵浦源为单管型或巴条型，且所述的半导体泵浦源为一个以上半导体激光器组成。进一步，所述的种子光源以连续或脉冲的方式进行工作。进一步，所述种子光源的波长范围为660nm～3000nm。进一步，所述的增益介质为晶体或玻璃作为基底材料，其掺杂元素有钕、铒、镱、铥、钬、铬、钛、镨、钐。进一步，所述增益介质轴向的两个端面上均镀设有与种子光源发出的种子激光波长相适应的增透膜。进一步，所述的波导为平板型玻璃或石英材质。进一步，所述增益介质的端面形状为圆形、椭圆形、多边形或D形。进一步，所述的增益介质与热沉相接触的外壁上镀设有与泵浦光波长相对应的高反膜，所述的增益介质与热沉之间留有间隙且位置相对的外壁镀设有与泵浦光波长相对应的增透膜。进一步，所述的增益介质为胶粘固定在热沉上。优选的，所述耦合系统的镜片为一片以上。采用上述的技术方案，相较于现有技术，本技术的有益效果是：通过半导体泵浦源的泵浦光快轴方向平行于增益介质的轴向，泵浦光在增益介质轴向上交叠成均匀分布的状态，所以全部都对种子激光的放大产生有益效果，避免了由于泵浦光轴向分布不均匀所造成的种子激光放大效率下降甚至产生了增益介质对种子激光吸收的问题，从而实现了种子激光的高效放大。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步的阐述：图1为本技术半导体侧面泵浦的放大系统实施例1的简要结构剖面示意图；图2为图1所示结构的另一视角简要结构剖面示意图，其示出了本技术泵浦光在增益介质中的反射示意图；图3为本技术半导体侧面泵浦的放大系统实施例2的简要结构剖面示意图。具体实施方式一种半导体侧面泵浦的放大系统，其包括依序设置的种子光源、耦合系统、半导体泵浦源、波导、增益介质和热沉，所述的增益介质穿设在热沉内，增益介质的一端面与耦合系统相对，所述的波导一端嵌设在热沉内并与增益介质外壁相对，波导的另一端与半导体泵浦源的泵浦光发射端口相对，所述的种子光源发射的种子激光经耦合系统准直后，从增益介质与耦合系统相对的端面进入增益介质，所述半导体泵浦源发射的泵浦光在波导内反射后，从侧面进入增益介质中，并在增益介质外壁多次反射后被增益介质吸收，所述半导体泵浦源的泵浦光的快轴方向与增益介质的轴向相平行，所述泵浦光的光强在增益介质轴向上进行交叠并形成均匀分布。进一步，所述的半导体泵浦源为单管型或巴条型，且所述的半导体泵浦源为一个以上半导体激光器组成。进一步，所述的种子光源以连续或脉冲的方式进行工作。进一步，所述种子光源的波长范围为660nm～3000nm。进一步，所述的增益介质为晶体或玻璃作为基底材料，其掺杂元素有钕、铒、镱、铥、钬、铬、钛、镨、钐。进一步，所述增益介质轴向的两个端面上均镀设有与种子光源发出的种子激光波长相适应的增透膜。进一步，所述的波导为平板型玻璃或石英材质。进一步，所述增益介质的端面形状为圆形、椭圆形、多边形或D形。进一步，所述的增益介质与热沉相接触的外壁上镀设有与泵浦光波长相对应的高反膜，所述的增益介质与热沉之间留有间隙且位置相对的外壁镀设有与泵浦光波长相对应的增透膜。进一步，所述的增益介质为胶粘固定在热沉上。优选的，所述耦合系统的镜片为一片以上。实施例1如图1至2之一所示，本技术包括依序设置的种子光源101、耦合系统102、半导体泵浦源103、波导104、增益介质105和热沉106，所述的增益介质105穿设在热沉106内，增益介质105的一端面与耦合系统102相对，所述的波导104一端嵌设在热沉106内并与增益介质105外壁相对，波导104的另一端与半导体泵浦源103的泵浦光发射端口相对。种子光源101发射的种子激光经耦合系统102准直后，从增益介质105与耦合系统102相对的端面进入增益介质105，半导体泵浦源103发射的泵浦光进入波导104内，其中波导104的材料可以为平板型玻璃或石英制成，波导104的端面镀有与半导体泵浦源103发射的泵浦光的波长相对应的增透膜，泵浦光在波导104内反射后，从侧面进入增益介质105中，波导104的厚度由半导体泵浦源103的慢轴发射角、泵浦光的波长以及波导104的折射率进行确定。其中半导体泵浦源103由多个半导体激光器组成，其个数在一个以上，并且位于热沉106的同一侧，每个半导体激光器的泵浦光的快轴方向与增益介质105的轴向相平行，即种子激光的传输方向，设定所有半导体激光器的快轴方向发散角为θ，每个半导体激光器之间的间隔为L，要使得增益介质的轴上泵浦光强分布均匀，根据半导体泵浦源103发光点和增益介质105的轴之间的距离d，以及半导体泵浦源的快轴方向的光强分布，从而得出相应的L值。图2示出了本技术半导体侧面泵浦的放大系统泵浦光在增益介质105中的反射示意图，其示出了半导体泵浦源103、波导104、增益介质105、高反膜105A、增透膜105B和热沉106，在垂直于增益介质105轴向的方向上，因增益介质105为低吸收系数的介质，因此增益介质105无法一次性将泵浦光完全吸收，因此一次通过后的泵浦光会透射出增益介质105，然后被增益介质105的外壁反射回来，泵浦光在增益介质105外壁多次反射后被增益介质105吸收，增益介质105的粒子数发生反转，都聚集到上能级。当种子光源101发出的种子激光从增益介质105内通过时，增益介质105的上能级粒子向下能级跃迁，从而实现对种子激光的放大。实施例2如图3所示，本技术包括依序设置的种子光源201、耦合系统202、半导体泵浦源203a、203b、波导204a、204b、增益介质205和热沉206，所述的增益介质2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体侧面泵浦的放大系统，其特征在于：其包括依序设置的种子光源、耦合系统、半导体泵浦源、波导、增益介质和热沉，所述的增益介质穿设在热沉内，增益介质轴向的一端面与耦合系统相对，所述的波导一端嵌设在热沉内并与增益介质外壁相对，波导的另一端与半导体泵浦源的泵浦光发射端口相对，所述的种子光源发射的种子激光经耦合系统准直后，从增益介质与耦合系统相对的端面进入增益介质，所述半导体泵浦源发射的泵浦光在波导内反射后，从侧面进入增益介质中，并在增益介质外壁多次反射后被增益介质吸收，所述半导体泵浦源的泵浦光的快轴方向与增益介质的轴向相平行，所述泵浦光的光强在增益介质轴向上进行交叠并形成均匀分布。

【技术特征摘要】
1.一种半导体侧面泵浦的放大系统，其特征在于：其包括依序设置的种子光源、耦合系统、半导体泵浦源、波导、增益介质和热沉，所述的增益介质穿设在热沉内，增益介质轴向的一端面与耦合系统相对，所述的波导一端嵌设在热沉内并与增益介质外壁相对，波导的另一端与半导体泵浦源的泵浦光发射端口相对，所述的种子光源发射的种子激光经耦合系统准直后，从增益介质与耦合系统相对的端面进入增益介质，所述半导体泵浦源发射的泵浦光在波导内反射后，从侧面进入增益介质中，并在增益介质外壁多次反射后被增益介质吸收，所述半导体泵浦源的泵浦光的快轴方向与增益介质的轴向相平行，所述泵浦光的光强在增益介质轴向上进行交叠并形成均匀分布。2.根据权利要求1所述的半导体侧面泵浦的放大系统，其特征在于：所述的半导体泵浦源为单管型或巴条型，且所述的半导体泵浦源为一个以上半导体激光器组成。3.根据权利要求1所述的半导体侧面泵浦的放大系统，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁广雷，鲍日焰，
申请(专利权)人：福建海创光电有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35