一种泵浦增益环形分布的半导体侧泵模块设计方法技术

本发明专利技术公开了一种泵浦增益环形分布的半导体侧泵模块设计方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、确定半导体侧泵模块的泵浦结构；步骤二、确定泵浦光束的传输特性；步骤三、确定影响泵浦增益分布特性的侧泵模块参数；步骤四、确定设计流程；步骤五、仿真计算并获得泵浦增益环形分布的半导体侧泵模块参数。该设计方法可确定半导体侧泵模块的泵浦结构，明确泵浦光束在侧泵模块中的传输特性，确定设计流程，并最终基于该流程仿真计算可获得泵浦增益环形分布的侧泵模块参数，利用该参数可设计并研制泵浦增益环形分布的半导体侧泵模块，解决目前侧泵模块热透镜聚焦效应严重的问题。侧泵模块热透镜聚焦效应严重的问题。侧泵模块热透镜聚焦效应严重的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种泵浦增益环形分布的半导体侧泵模块设计方法


[0001]本专利技术属于激光
，涉及一种半导体侧泵模块设计方法， 具体涉及一种半导体侧泵模块获得泵浦增益环形分布的设计方法。

技术介绍

[0002]半导体激光侧面泵浦是固态激光器中一种广泛使用的泵浦方案， 通常用于产生中高功率的激光输出以及提供激光放大。使用半导体侧 泵模块的激光器长期以来一直应用于各种科研和工业领域中，例如激 光诊断成像、激光点火、太赫兹波的生成、激光检测、材料加工、生 物医疗等。半导体侧泵模块不仅可作为增益模块用于搭建激光振荡 级，还可作为激光放大级用于种子激光的功率放大。传统的半导体侧 泵模块，泵浦增益通常是中间强、四周弱近似高斯型的分布模式，这 虽然通常被人们看作是较为理想的增益分布模式，但近年已有研究结 果表明其在实际应用中会导致较为严重的热透镜聚焦现象，特别是作 为激光放大级在高功率操作下这一现象会更加明显。

技术实现思路

[0003]为了解决传统半导体侧泵模块作为激光放大级时，由于泵浦增益 近高斯分布而导致较为严重的热透镜聚焦现象，本专利技术提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泵浦增益环形分布的半导体侧泵模块设计方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤一、确定半导体侧泵模块的泵浦结构；步骤二、确定泵浦光束的传输特性，所述泵浦光束的传输特性包括激光棒外的传输特性和激光棒内的传输特性；步骤三、确定影响泵浦增益分布特性的侧泵模块参数，所述影响泵浦增益分布特性的侧泵模块参数主要包括：激光棒直径及掺杂浓度、激光二极管巴条和激光棒之间的距离、总泵浦功率、泵浦方向数、激光棒折射率、冷却液折射率、石英管内径和壁厚、有效泵浦长度、激光棒侧表面引起的泵浦光散射角；步骤四、确定设计流程，具体包括如下步骤：a)输入步骤三确定的侧泵模块参数；b)根据光的折射定律获得激光棒截面边界的入射泵浦光矢量；c)根据泵浦光非饱和吸收和光线追迹算法获得激光棒内的泵浦光矢量；d)激光棒进行有限元划分，更新激光棒内每个有限元对应的吸收泵浦功率；e)若吸收>99％，则进入数据统合，否则近轴近似处理聚光腔反射过程，循环进行b)、c)、d)过程，直至吸收>99％；f)给出增益分布计算结果；g)改变侧泵模块参数，获得半导体侧泵模块泵浦增益环形分布；步骤五、仿真计算并获得泵浦增益环形分布的半导体侧泵模块参数。2.根据权利要求1所述的泵浦增益环形分布的半导体侧泵模块设计方法，其特征在于所述所述泵浦结构为三向、五向或七向泵浦结构，包括激光二极管巴条、聚光腔、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭东，陈兆东，闫仁鹏，武文涛，董志伟，樊荣伟，陈德应，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：