一种波长可选的窄光谱部分端面泵浦板条激光器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种波长可选的窄光谱部分端面泵浦板条激光器装置，沿激光出射方向依次包括：激光二极管(1)，耦合系统(2)，输入镜(3)，板条晶体(4)和输出镜(5)，所述输出镜(5)沿激光出射方向依次包括：第一平凸柱面透镜(51)和反射式体布拉格光栅(52)。本发明专利技术激光装置能够提供高功率、高光束质量、窄光谱和输出波长可选择的激光输出，并可代替基于光纤光栅实现窄光谱、输出波长可选、高光束质量的光纤激光器。

【技术实现步骤摘要】
一种波长可选的窄光谱部分端面泵浦板条激光器装置
本专利技术涉及一种激光器装置，特别涉及一种波长可选的窄光谱部分端面泵浦板条激光器装置。
技术介绍
高功率、高光束质量、窄光谱激光器在激光雷达、激光测距、激光遥感、激光医疗、光谱学、光频标准和非线性光学等领域具有广泛的应用。但在压窄光谱的同时获得高功率和高光束质量的激光，具有很大的难度。特别是对于掺Tm晶体来说，其发射光谱较宽，在很大光谱范围内都能实现激光输出，这对激光器兼顾光谱宽度压窄、输出波长选择、高功率和高光束质量将增加更大难度。常见的获得窄线宽激光的方法有环形腔法、腔内插入FP标准具法、光学反馈调制、注入锁定、行波放大等，其中，环形腔法是在腔内插入单向器或等效单向器，消除空间烧空效应，从而实现压窄光谱的效果，但若要实现波长选择还需要进一步增加元器件，且实现大功率运转比较难。腔内插入FP标准具法不仅能压窄光谱宽度，还能通过调谐FP标准具倾角，实现输出波长的选择，但当泵浦功率增加时，光谱宽度易变宽，极易出现多波长输出。注入锁定方案中，首先需要一个小功率、光谱较窄、输出波长可实现选择、光束质量较好的种子激光器，将种子激光器注入到从动激光器中，并对从激光器进行反馈控制，将从激光器的输出波长控制到种子激光器波长上，从而获得高功率、光谱压窄和波长选择的激光输出；行波放大方案与注入锁定方案类似，区别是从激光器是放大器而非振荡器，且放大器中不含主动控制部分。注入锁定和行波放大两种方案，激光器的光谱宽度、输出波长、光束质量、输出功率同时受到种子激光器和从激光器(放大器)的影响，且装置复杂。上述方案理论上都可以实现单纵模运转。除此之外，将激光器谐振腔的一个腔镜换成光栅，同样可以压窄输出激光的光谱宽度。此类方法广泛应用于半导体激光器、固体激光器、光纤激光器中。在大功率激光器中，由于泵浦功率高，控制谐振腔基横模运转，实现高光束质量激光输出是一个挑战。此外，现有技术中提出了一种激光二极管部分端面板条混合谐振腔激光器(Innoslab)，其是一种获得高功率高光束质量的激光器，其原理在于将激光二极管发射的泵浦光经整形系统整形成矩形光斑在板条晶体长度方向上完全充满晶体，在厚度方向上仅仅中间部分充满晶体，同时结合混合谐振腔，即，在晶体的宽度方向上是非稳腔，在晶体的厚度方向上是稳腔，分别利用各自的优势，获得高功率，高效率，高光束质量的激光。然而，Innoslab激光器其本身不足之处，在于无法压窄输出激光的光谱宽度，无法选择激光器的输出波长。
技术实现思路
为克服上述现有技术的缺陷，本专利技术提供一种波长可选的窄光谱部分端面泵浦板条激光器装置，沿激光出射方向依次包括：激光二极管，耦合系统，输入镜，板条晶体和输出镜，其特征在于：所述输出镜沿激光出射方向依次包括：第一平凸柱面透镜和反射式体布拉格光栅。进一步的，所述第一平凸柱面透镜与所述反射式体布拉格光栅紧靠设置。进一步的，所述耦合系统沿激光出射方向依次包括：第一耦合透镜组、矩形波导和第二耦合透镜组。进一步的，所述第一耦合透镜组沿激光出射方向依次包括：第二平凸柱面透镜和第四平凸柱面透镜。进一步的，所述第二耦合透镜组沿激光出射方向依次包括：第五平凸柱面透镜、第六平凸柱面透镜和球面透镜。进一步的，所述激光二极管发射出的泵浦光经过所述耦合系统整形成一条矩形的光斑注入到板条晶体的中央。进一步的，所述矩形光斑在X-Z方向上充满晶体，在Y-Z方向仅中间充满。进一步的，所述板条晶体上下表面通过铟焊接在紫铜热沉上，通过循环水冷却。进一步的，所述输入镜为平凹柱面镜，并与所述输出镜在X-Z平面构成离轴共焦非稳腔，在Y-Z平面形成稳腔。进一步的，所述耦合系统中的全部镜片在通光面上均镀有对泵浦光的增透膜；所述输入镜的两个通光面上均镀有对泵浦光的增透膜，并且在凹面镀有对激光的高反膜；所述板条晶体两个通光面上均镀有对泵浦光和激光的增透膜；所述第一平凸柱面透镜的两个通光面上均镀有对激光增透膜，所述反射式体布拉格光栅镀有对激光的增透膜。本专利技术的有益效果在于：结合传统Innoslab激光器高功率、高光束质量激光输出的优势和体布拉格光有压窄激光光谱宽度和波长选择的优势，利用一个等效透镜和一个反射式体布拉格光栅取代传统Innoslab激光器谐振腔中的输出端反射镜，在保留传统Innoslab激光器的优势的同时利用体布拉格光栅压光谱宽度和波长选择的优势，提供了一种高功率、高光束质量、窄光谱和输出波长可选择的激光器，可代替基于光纤光栅实现窄光谱、输出波长可选、高光束质量的光纤激光器。附图说明图1(a)、(b)分别为本专利技术窄光谱部分端面泵浦板条激光器的X-Z平面、Y-Z平面的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。参见图1(a)、(b)，分别为本专利技术窄光谱部分端面泵浦板条激光器的X-Z平面、Y-Z平面的结构示意图。沿激光出射方向将此方向定义为Z轴方向依次包括：激光二极管1，耦合系统2，输入镜3，板条晶体4和输出镜5，其中所述输出镜5沿激光出射方向依次包括：第一平凸柱面透镜51和反射式体布拉格光栅52。作为优选，所述第一平凸柱面透镜51与所述反射式体布拉格光栅52紧靠设置。所述耦合系统2沿Z轴方向依次包括：第一耦合透镜组、矩形波导23和第二耦合透镜组。所述第一耦合透镜组沿Z轴方向依次包括：第二平凸柱面透镜21和第四平凸柱面透镜22。所述第二耦合透镜组沿Z轴方向依次包括：第五平凸柱面透镜24、第六平凸柱面透镜25和球面透镜26。所述激光二极管1发射出的泵浦光经过所述耦合系统2整形成一条矩形的光斑注入到板条晶体4的中央。所述矩形光斑在X-Z方向上充满晶体，在Y-Z方向仅中间充满。所述板条晶体4上下表面通过铟焊接在紫铜热沉上，通过循环水冷却。优选地，所述输入镜3为平凹柱面镜，并与所述输出镜5在X-Z平面构成离轴共焦非稳腔，在Y-Z平面由于晶体的热透镜效应，形成稳腔。为提高激光器整体效率，进一步优选地，将耦合系统2中的全部镜片在通光面上均镀有对泵浦光的增透膜。输入镜3的两个通光面上均镀有对泵浦光的增透膜，并且在凹面镀有对激光的高反膜。板条晶体4两个通光面上均镀有对泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波长可选的窄光谱部分端面泵浦板条激光器装置，沿激光出射方向依次包括：激光二极管(1)，耦合系统(2)，输入镜(3)，板条晶体(4)和输出镜(5)，其特征在于：所述输出镜(5)沿激光出射方向依次包括：第一平凸柱面透镜(51)和反射式体布拉格光栅(52)。

【技术特征摘要】
1.一种波长可选的窄光谱部分端面泵浦板条激光器装置，沿激光出射方向依次包括：激光二极管(1)，耦合系统(2)，输入镜(3)，板条晶体(4)和输出镜(5)，其特征在于：所述输出镜(5)沿激光出射方向依次包括：第一平凸柱面透镜(51)和反射式体布拉格光栅(52)。2.根据权利要求1所述的激光器装置，其特征在于：所述第一平凸柱面透镜(51)与所述反射式体布拉格光栅(52)紧靠设置。3.根据权利要求1-2任一所述的激光器装置，其特征在于：所述耦合系统(2)沿激光出射方向依次包括：第一耦合透镜组、矩形波导(23)和第二耦合透镜组。4.根据权利要求3所述的激光器装置，其特征在于：所述第一耦合透镜组沿激光出射方向依次包括：第二平凸柱面透镜(21)和第四平凸柱面透镜(22)。5.根据权利要求4所述的激光器装置，其特征在于：所述第二耦合透镜组沿激光出射方向依次包括：第五平凸柱面透镜(24)、第六平凸柱面透镜(25)和球面透镜(26)。6.根据权利要求1-5任一所述的激光器装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛叶飞，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11