固体激光器及其工作方法及激光雷达技术

一种固体激光器及其工作方法及激光雷达，所述固体激光器包括：泵浦光发射模块，用于发射泵浦光，所述泵浦光包括多路第一泵浦光，所述多路第一泵浦光方向一致且相互平行；合束模块，用于接收所述泵浦光，并将所述泵浦光合束以形成合束泵浦光；谐振模块，用于接收所述合束泵浦光并发射第一激光，所述谐振模块包括：谐振腔，所述谐振腔包括第一谐振部，所述合束泵浦光自所述第一谐振部透射至谐振腔内，以及第二谐振部，所述第一激光自所述第二谐振部发射；增益介质，所述增益介质位于第一谐振部和第二谐振部之间。所述固体激光器能够发射出高单脉冲能量的激光束。

Solid state laser and its working method and lidar

A solid-state laser and its working method and a laser radar, the solid-state laser comprises a pump light transmitting module for transmitting pump light, the pump light comprises a plurality of first pump lights, the plurality of first pump lights have the same direction and are parallel to each other; a beam combining module is used for receiving the pump light, and combining the pump light to form a beam combining pump light; a resonance module For receiving the combined beam pump light and emitting the first laser, the resonance module comprises a resonance cavity, the resonance cavity comprises a first resonance part, the combined beam pump light is transmitted from the first resonance part to the resonance cavity, and the second resonance part, the first laser is emitted from the second resonance part; the gain medium is located at the first resonance part and the second resonance part Between vibration parts. The solid-state laser can emit a laser beam with high single pulse energy.

【技术实现步骤摘要】
固体激光器及其工作方法及激光雷达
本专利技术涉及激光器
，尤其涉及一种固体激光器及其工作方法及激光雷达。
技术介绍
半导体激光器泵浦的固体激光器(DPSSL)作为一种新型激光器，近年来发展迅速。相比于传统灯泵浦固体激光器，DPSSL用特定波长的半导体激光器取代了闪光灯，达到了更高的光光转换效率和更长的工作时间，广泛应用于光纤通信、光学图像处理及激光打印等领域。不仅如此，DPSSL作为激光雷达的光源，在激光雷达领域中也极具应用前景。固体激光器作为激光雷达的光源，需要具有以下特点：1)由于激光雷达的光源波长在人眼可见光波段范围外，因此要求激光器具有高峰值功率和大脉冲能量，从而高峰值功率和大脉冲能量有利于提高测量距离和信噪比。2)需要固体激光器的结构简单紧凑，以便缩小整个雷达的尺寸。3)由于激光雷达工作环境多变，其性能容易受到大气环境、气温等自然条件影响，因此需要固体激光器具有较高的可靠性和稳定性。然而目前半导体激光器泵浦的固体激光器仍存在单脉冲能量不够高，固结构仍然不够紧凑以及易受外界环境影响导致性能不稳定的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提高半导体激光器泵浦的固体激光器的单脉冲能量、结构紧凑度及稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种固体激光器，包括：泵浦光发射模块，用于发射泵浦光，所述泵浦光包括多路第一泵浦光，所述多路第一泵浦光方向一致且相互平行；合束模块，用于接收所述泵浦光，并发射合束泵浦光，并将所述泵浦光合束以形成合束泵浦光；谐振模块，用于接收所述合束泵浦光并发射第一激光，所述谐振模块包括：谐振腔，所述谐振腔包括第一谐振部，所述合束泵浦光自所述第一谐振部透射至谐振腔内，以及第二谐振部，所述第一激光自所述第二谐振部发射；增益介质，所述增益介质位于第一谐振部和第二谐振部之间。可选的，所述泵浦光发射模块包括多个第一泵浦光发射模块，用于发射多路第一泵浦光；所述合束模块包括聚焦模块，用于聚焦所述泵浦光成为所述合束泵浦光；所述第一泵浦光发射模块包括：第一发射模块、第一转向模块以及位于所述第一发射模块与所述第一转向模块之间的第一准直模块，所述第一发射模块用于发射第一初始泵浦光，所述第一初始泵浦光方向一致且相互平行，所述第一准直模块用于准直所述第一初始泵浦光，所述第一转向模块用于将被准直的所述第一初始泵浦光转向为第一泵浦光。可选的，所述谐振模块还包括：位于所述增益介质和所述第二谐振部之间的品质因数调节器。可选的，所述品质因数调节器包括品质因数调节晶体，所述品质因数调节晶体为可饱和吸收体，且所述品质因数调节器具有相对的调节器第一面和调节器第二面；所述增益介质具有相对的增益介质第一面和增益介质第二面，所述增益介质第二面与所述调节器第二面直接键合或通过粘结层粘合。可选的，所述第一谐振部包括位于增益介质第一面表面的第一介质膜；所述第二谐振部包括位于调节器第一面表面的第二介质膜。可选的，所述泵浦光发射模块还包括：第二偏振泵浦光发射模块，用于发射多路第二偏振泵浦光，所述多路第二偏振泵浦光方向一致且互相平行；所述泵浦光还包括所述多路第二偏振泵浦光。可选的，所述合束模块还包括偏振合束模块，用于在聚焦所述泵浦光之前，合束所述多路第一泵浦光和所述多路第二偏振泵浦光。可选的，所述第二偏振泵浦光发射模块包括：多个第二泵浦光发射模块，用于发射多路第二泵浦光；所述第二泵浦光发射模块包括：第二发射模块、第二转向模块以及位于所述第二发射模块和所述第二转向模块之间的第二准直模块，所述第二发射模块用于发射第二初始泵浦光，所述第二准直模块用于准直所述第二初始泵浦光，所述第二转向模块用于将被准直的所述第二初始泵浦光转向为第二泵浦光；所述第二偏振泵浦光发射模块还包括：偏振模块，用于调节所述第二泵浦光的偏振方向成为第二初始偏振泵浦光；第三转向模块，用于将所述第二初始偏振泵浦光转向为第二偏振泵浦光。可选的，还包括：金属壳体，所述金属壳体密封，所述泵浦发射模块、所述合束模块和所述谐振模块位于所述金属壳体内，且所述金属壳体还具有安装面，所述合束模块和所述谐振模块固定于所述安装面。可选的，还包括：台阶组，所述台阶组固定于所述安装面，所述台阶组包括多个台阶部，在垂直于所述安装面的方向上，各所述台阶部的尺寸均不同，各所述第一泵浦光发射模块分别固定于各所述台阶部上。可选的，所述金属壳体上具有第一贯通部，所述第一贯通部位于所述第一激光的光路上；所述固体激光器还包括窗口片，所述窗口片固定于所述金属壳体，且覆盖所述第一贯通部。可选的，还包括：激光聚焦模块，用于聚焦所述第一激光形成第二激光；光纤，用于接收并传输所述第二激光。可选的，所述增益介质为各向异性的增益介质。可选的，所述增益介质为各向同性的增益介质。相应的，本专利技术技术方案另一方面提供一种上述固体激光器的工作方法，包括：发射泵浦光，所述泵浦光包括多路第一泵浦光，所述多路第一泵浦光方向一致且互相平行；接收所述泵浦光，并将所述泵浦光合束形成合束泵浦光；接收所述合束泵浦光，并发射第一激光。可选的，当所述固体激光器的所述合束模块包括所述聚焦模块、所述泵浦光发射模块包括多个所述第一泵浦光发射模块、所述第一泵浦光发射模块包括所述第一发射模块、所述第一准直模块和所述第一转向模块时，所述工作方法还包括：发射多路第一初始泵浦光；准直多路所述第一初始泵浦光；将被准直的所述多路第一初始泵浦光转向为多路第一泵浦光；聚焦所述泵浦光成为所述合束泵浦光。可选的，当所述固体激光器的所述泵浦光发射模块还包括所述第二偏振泵浦光发射模块时，所述工作方法还包括：发射多路第二偏振泵浦光，所述多路第二偏振泵浦光方向一致且互相平行；所述泵浦光还包括所述多路第二偏振泵浦光。可选的，当所述固体激光器的所述第二偏振泵浦光发射模块包括所述偏振模块、所述第三转向模块和多个所述第二泵浦光发射模块，且所述第二泵浦光发射模块包括所述第二发射模块、所述第二准直模块和所述第二转向模块时，所述工作方法还包括：发射第二初始泵浦光；准直所述第二初始泵浦光；将被准直的所述第二初始泵浦光转向为第二泵浦光；调节所述第二泵浦光的偏振方向成为第二初始偏振泵浦光；将所述第二初始偏振泵浦光转向为第二偏振泵浦光。可选的，当所述固体激光器还包括具有所述第一贯通部的所述金属壳体及所述窗口片时，所述工作方法还包括：传输所述第一激光。可选的，当所述固体激光器还包括所述激光聚焦模块和所述光纤时，所述工作方法还包括：聚焦所述第一激光形成第二激光；传输所述第二激光。相应的，本专利技术技术方案另一方面提供一种激光雷达，包括：上述固体激光器。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：在本专利技术技术方案的固体激光器中，发射泵浦光，且所述泵浦光包括多路方向一致且相互平行的第一泵浦光，因此后续合束模块接收所述第一泵浦光时，各所述第一泵浦光在所述合束模块的入射面上的各光斑不会互相交叠。各所述第一泵浦光不会相互之间交错，进而减小了以所述泵浦光形成所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体激光器，其特征在于，包括：/n泵浦光发射模块，用于发射泵浦光，所述泵浦光包括多路第一泵浦光，所述多路第一泵浦光方向一致且相互平行；/n合束模块，用于接收所述泵浦光，并将所述泵浦光合束以形成合束泵浦光；/n谐振模块，用于接收所述合束泵浦光并发射第一激光，所述谐振模块包括：谐振腔，所述谐振腔包括第一谐振部，所述合束泵浦光自所述第一谐振部透射至谐振腔内，以及第二谐振部，所述第一激光自所述第二谐振部发射；/n增益介质，所述增益介质位于第一谐振部和第二谐振部之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种固体激光器，其特征在于，包括：
泵浦光发射模块，用于发射泵浦光，所述泵浦光包括多路第一泵浦光，所述多路第一泵浦光方向一致且相互平行；
合束模块，用于接收所述泵浦光，并将所述泵浦光合束以形成合束泵浦光；
谐振模块，用于接收所述合束泵浦光并发射第一激光，所述谐振模块包括：谐振腔，所述谐振腔包括第一谐振部，所述合束泵浦光自所述第一谐振部透射至谐振腔内，以及第二谐振部，所述第一激光自所述第二谐振部发射；
增益介质，所述增益介质位于第一谐振部和第二谐振部之间。


2.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述泵浦光发射模块包括多个第一泵浦光发射模块，用于发射多路第一泵浦光；所述合束模块包括聚焦模块，用于聚焦所述泵浦光成为所述合束泵浦光；所述第一泵浦光发射模块包括：第一发射模块、第一转向模块以及位于所述第一发射模块与所述第一转向模块之间的第一准直模块，所述第一发射模块用于发射第一初始泵浦光，所述第一初始泵浦光方向一致且相互平行，所述第一准直模块用于准直所述第一初始泵浦光，所述第一转向模块用于将被准直的所述第一初始泵浦光转向为第一泵浦光。


3.根据权利要求2所述的固体激光器，其特征在于，所述谐振模块还包括：位于所述增益介质和所述第二谐振部之间的品质因数调节器。


4.根据权利要求3所述的固体激光器，其特征在于，所述品质因数调节器包括品质因数调节晶体，所述品质因数调节晶体为可饱和吸收体，且所述品质因数调节晶体具有相对的调节器第一面和调节器第二面；所述增益介质具有相对的增益介质第一面和增益介质第二面，所述增益介质第二面与所述调节器第二面直接键合或通过粘结层粘合。


5.根据权利要求4所述的固体激光器，其特征在于，所述第一谐振部包括位于增益介质第一面表面的第一介质膜；所述第二谐振部包括位于调节器第一面表面的第二介质膜。


6.根据权利要求2所述的固体激光器，其特征在于，所述泵浦光发射模块还包括：第二偏振泵浦光发射模块，用于发射多路第二偏振泵浦光，所述多路第二偏振泵浦光方向一致且互相平行；所述泵浦光还包括所述多路第二偏振泵浦光。


7.根据权利要求6所述的固体激光器，其特征在于，所述合束模块还包括偏振合束模块，用于在聚焦所述泵浦光之前，合束所述多路第一泵浦光和所述多路第二偏振泵浦光。


8.根据权利要求7所述的固体激光器，其特征在于，所述第二偏振泵浦光发射模块包括：多个第二泵浦光发射模块，用于发射多路第二泵浦光；所述第二泵浦光发射模块包括：第二发射模块、第二转向模块以及位于所述第二发射模块和所述第二转向模块之间的第二准直模块，所述第二发射模块用于发射第二初始泵浦光，所述第二准直模块用于准直所述第二初始泵浦光，所述第二转向模块用于将被准直的所述第二初始泵浦光转向为第二泵浦光；所述第二偏振泵浦光发射模块还包括：偏振模块，用于调节所述第二泵浦光的偏振方向成为第二初始偏振泵浦光；第三转向模块，用于将所述第二初始偏振泵浦光转向为第二偏振泵浦光。


9.根据权利要求2所述的固体激光器，其特征在于，还包括：金属壳体，所述金属壳体密封，所述泵浦发射模块、所述合束模块和所述谐振模块位于所述金属壳体内，且所述金属壳体还具有安装面，所述合束模块和所述谐振模块固...

【专利技术属性】
技术研发人员：付萌，李大汕，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31