用于端面泵浦激光镜叠堆组件的系统和方法技术方案

本发明专利技术题为“用于端面泵浦激光镜叠堆组件的系统和方法”。本发明专利技术提供了用于端面泵浦激光镜叠堆组件的系统和方法。在一个实施方案中，用于激光谐振器的端面泵浦镜叠堆组件包括：泵浦光注入层，该泵浦光注入层被施加到透明基板，该泵浦光注入层包括嵌入在该泵浦光注入层内的至少一个光生成光学发射器，其中该泵浦光注入层被构造成将具有第一波长的泵浦光传输到该基板中；多层薄膜镜叠堆，该多层薄膜镜叠堆耦合到该透明基板；激光材料层，该激光材料层耦合该透明基板并被定位成接收该泵浦光，其中该激光材料层掺杂有掺杂物，当暴露在该泵浦光下时，该掺杂物在第二频率下产生荧光输出；以及抗反射涂层，该抗反射涂层施加到该基板，第一抗反射涂层被构造成使该第一波长的光通过。

System and method of stack module for end pumped laser mirror

【技术实现步骤摘要】
用于端面泵浦激光镜叠堆组件的系统和方法
技术介绍
传统上，激光陀螺仪已包括激光块，该激光块包括填充有气体激光介质的环形激光腔。激励该激光块中的高压阳极和阴极以使气体电离，并且通过气体的放电产生的光由镜子反射在环形腔周围，以产生激光束。然而，此类激光陀螺仪可能由于气体激光介质的劣化而受损，并且还需要高压电子器件和相关的基础结构。已经利用钕(Nd)研发了固态激光器，钕是一种具有期望荧光属性的固态激光器材料，并且可以在其中掺杂其他材料以获得其他所需特性。早期的Nd激光系统通常利用钨丝灯泵浦，由于灯泡寿命短以及其他原因诸如光无法与激光块内的激光束路径很好地对准，此类激光器的可靠性成为一个问题。出于上述原因以及对于本领域技术人员在阅读和理解说明书后将变得显而易见的下述其他原因，本领域需要用于端面泵浦激光镜叠堆组件的系统和方法。
技术实现思路
本公开的实施方案提供了用于端面泵浦激光镜叠堆组件的方法和系统，并且将通过阅读和研究以下说明书来理解。本专利技术提供了用于端面泵浦激光镜叠堆组件的系统和方法。在一个实施方案中，用于激光谐振器的端面泵浦镜叠堆组件包括：泵浦光注入层，该泵浦光注入层施加到透明基板的第一表面，该泵浦光注入层包括嵌入在泵浦光注入层内的至少一个光生成光学发射器，其中泵浦光注入层被构造成将具有第一波长的泵浦光传输到基板的第一表面中；多层薄膜镜叠堆，该多层薄膜镜叠堆耦合到透明基板的第二表面；激光材料层，该激光材料层耦合到透明基板的第二表面并定位成接收泵浦光，其中激光材料层掺杂有掺杂物，当暴露在来自泵浦光注入层的泵浦光下时，该掺杂物在第二频率下产生荧光输出；以及抗反射涂层，该抗反射涂层施加到基板，第一抗反射涂层被构造成使第一波长的光通过。附图说明当考虑到优选实施方案的描述和以下附图时，本公开的实施方案可以更容易理解，并且其进一步的优点和用途更加显而易见，在附图中：图1是示出本公开的一个实施方案的镜叠堆端面泵浦激光陀螺仪的图；图2是示出本公开的一个实施方案的端面泵浦激光镜叠堆组件的框图；图3是示出本公开的一个实施方案的端面泵浦激光镜叠堆组件的框图；图4是示出本公开的一个实施方案的端面泵浦激光镜叠堆组件的框图；并且图5是示出本公开的一个实施方案的端面泵浦激光镜叠堆组件的框图。根据惯例，所描述的各种特征部未必按比例绘制，而是用于强调与本公开相关的特征部。参考字符在所有图和文本中表示类似的元件。具体实施方式在以下详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且在附图中通过可以实践这些实施方案的具体说明性实施方案的方式来示出。对这些实施方案进行了足够详细的描述，以使本领域技术人员能够实践这些实施方案，并且应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施方案，并且可以作出逻辑改变、机械改变和电气改变。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义。本公开的实施方案提供用于端面泵浦激光镜叠堆组件的系统和方法，该端面泵浦激光镜叠堆组件与闭合路径/环形激光陀螺仪和其他应用一起使用。如下文更详细地描述的，这些实施方案采用将泵浦光源、镜子、基板、镜面涂层、薄膜激光介质以及其他材料等堆叠成单个集成叠堆。此类实施方案提供激光介质的直接光学泵浦或者在结构内提供另一层。由光学泵浦激光介质产生的荧光可以在激光块组件的激光路径内定位并对准，其与光学路径有效重叠，以实现优于现有激光陀螺仪的益处。光学发射器(诸如，发光二极管(LED)、二极管激光器、垂直腔面发射激光(VCSEL)激光器、边发射激光器、发光涂层以及任选的衍射光学元件)可以集成到用于泵浦固态激光材料(诸如但不限于Nd薄膜材料)的激光镜叠堆的结构中。图1是示出本公开的一个实施方案的镜叠堆端面泵浦激光陀螺仪100的简化框图。陀螺仪100包括环形激光陀螺仪和激光块传感器110，在其中形成内部腔环112。应当理解，如本文所用，术语“环”是指包围一个区域的闭合路径并且不限于圆形闭合路径。镜组件114、116和118设置在拐角115、117和119处。结合镜115、117和119，内部腔环112形成包围激光块传感器110内的一个区域的激光束路径。内部腔环112可以是空的(例如，在某种真空水平下)或者可以填充有惰性气体。在该实施方案中，通过镜组件114在内部腔环112中产生特定波长的光束120，该镜组件包括下文更详细地描述的端面泵浦激光镜叠堆组件160。在图1的实施方案中，激光块传感器110为三角形形状，具有三条边和三个钝角。应当理解，该实施方案作为非限制性示例提供，因为其他实施方案可以包括利用不同形状的激光块传感器形成的激光块传感器110。在内部腔环112中产生的一个或多个光束120由镜组件114、116和118(沿顺时针(CW)方向、逆时针(CCW)方向，或者沿这两个方向)在内部腔环112周围反复反射，该镜组件支持增益以由光束120产生激光。在一个实施方案中，其他镜组件中的一者(诸如，例如镜组件116)用作读出装置130。因此，内部腔环112和镜组件114、116和118形成闭合的激光谐振器路径。应当理解，在本文所述实施方案的另选具体实施中，与包括限定供光束120沿循的环形路径的内部谐振器腔的激光块传感器110相反，激光块传感器110的内部谐振器腔可以替代性地包括线性谐振器。通过将来自内部腔环112的光能信息耦合到读出装置130来观察环形激光陀螺仪100的性能。该读出装置130输入光能并且根据该光能来向一个或多个处理元件134提供一个或多个电压信号132的输出。在一些实施方案中，读出装置130可以包括光电探测器。例如，在一些实施方案中，可以根据电压信号132确定内部腔环112内的反向旋转激光束之间的频率差，并且由此可以获得旋转信息。除旋转信息之外，该读出装置130还可以提供与激光强度相关联的电压信号。在阅读本说明书之后，本领域普通技术人员将理解，图1示出了提供的细节足以促进已启用的对本专利技术实施方案的书面描述的简化框图。关于与用于环形激光陀螺仪的激光块传感器相关联的物理结构和电子电路未示出的其他细节被认为在本领域普通技术人员的知识和技能内，因此，本文不再讨论。图2是示出端面泵浦激光镜叠堆组件200的框图，该端面泵浦激光镜叠堆组件可以与镜叠堆端面泵浦激光陀螺仪100一起用作端面泵浦激光镜叠堆组件160，或者可以用于其他应用。端面泵浦激光镜叠堆组件200包括沉积在透明基板205上的多层薄膜镜叠堆210、施加到透明基板205的泵浦光注入层220、以及荧光激光材料层230(其可以施加到多层薄膜镜叠堆210或以其他方式固定到基板205)。如上所述，激光块传感器内部谐振器腔的路径可以由在图1中示出为镜组件114、116和118的高反射多层电介质叠堆(即，在λ2处反射)限定。对于其中组件200与此类内部谐振器腔结合使用的实施方案，图2至图5中所示的多层薄膜镜叠堆210可以起到镜组件114的作用。泵浦光注入层220被构造成将第一波长λ1的光束(在图2中示出为泵浦光222)传输到基板205的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于激光谐振器的端面泵浦镜叠堆组件(116,200)，所述组件(116,200)包括：/n泵浦光注入层(220)，所述泵浦光注入层被施加到透明基板(205)的第一表面，所述泵浦光注入层(220)包括嵌入在所述泵浦光注入层(220)内的至少一个光生成光学发射器(221)，其中所述泵浦光注入层(220)被构造成将具有第一波长的泵浦光(222)传输到基板(205)的所述第一表面中；/n多层薄膜镜叠堆(210)，所述多层薄膜镜叠堆耦合到所述透明基板(205)的第二表面；/n激光材料层(230)，所述激光材料层耦合到所述透明基板(205)的所述第二表面并被定位成接收所述泵浦光(222)，其中所述激光材料层(230)掺杂有掺杂物，当暴露在来自所述泵浦光注入层(220)的所述泵浦光(222)下时，所述掺杂物在第二频率下产生荧光输出；/n抗反射涂层(206)，所述抗反射涂层被施加到所述基板(205)，所述抗反射涂层(206)被构造成使所述第一波长的光通过。/n

【技术特征摘要】
20180817 US 16/104,7731.一种用于激光谐振器的端面泵浦镜叠堆组件(116,200)，所述组件(116,200)包括：
泵浦光注入层(220)，所述泵浦光注入层被施加到透明基板(205)的第一表面，所述泵浦光注入层(220)包括嵌入在所述泵浦光注入层(220)内的至少一个光生成光学发射器(221)，其中所述泵浦光注入层(220)被构造成将具有第一波长的泵浦光(222)传输到基板(205)的所述第一表面中；
多层薄膜镜叠堆(210)，所述多层薄膜镜叠堆耦合到所述透明基板(205)的第二表面；
激光材料层(230)，所述激光材料层耦合到所述透明基板(205)的所述第二表面并被定位成接收所述泵浦光(222)，其中所述激光材料层(230)掺杂有掺杂物，当暴露在来自所述泵浦光注入层(220)的所述泵浦光(222)下时，所述掺杂物在第二频率下产生荧光输出；
抗反射涂层(206)，所述抗反射涂层被施加到所述基板(205)，所述抗反射涂层(206)被构造成使所述第一波长的光通过。


2.一种镜叠堆端面泵浦激光陀螺仪(100)，所述陀螺仪包括：
激光块组件(110)，所述激光块组件中具有内部谐振器腔(112)；
读出装置(130)，所述读出装置光学耦合到所述激光块组件(110)，所述读出装置输出一个或多个电压信号(132)；
端面泵浦激光镜叠堆组件(116,200)，所述端面泵浦激光镜叠堆组件耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：特里萨·马尔塔，兰斯·维里泽，艾伦·布鲁斯·塔弛贝里，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US