在用于强化激光束的激光工作物质的激光泵浦装置中，它包括至少一个具有用于产生部分泵浦光束（ＴＰＳ１″，ＴＰＳ２″）的多个发射极的激光泵浦源（１″），通过耦合光学系统将该部分泵浦光束（ＴＰＳ１″，ＴＰＳ２″）导入匀光器（３″）并在那里在一个轴方向上通过多次反射充分混匀。在上述过程中，匀光器（３″）和激光工作物质如此设计和布置，由匀光器（３″）发出的泵浦光束在混匀轴（ＤＡ）方向上保持发散性的情况下被直接引导至激光工作物质之上或之中，其中该部分泵浦光束（ＴＰＳ１″，ＴＰＳ２″）在垂直于混匀轴（ＤＡ）的投影轴（ＰＡ）方向上被直接投影、尤其是聚焦到激光工作物质之中或之上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的、用于强化激光束的激光工作物质的激光泵浦装置，配有该激光泵浦装置的激光器系统和根据权利要求15的前序部分的、用于强化激光束的激光工作物质的激光泵浦方法。二极管泵浦固体激光器是用在许多应用场合的标准激光器系统。实际上采用二极管泵浦固体激光器通过不同技术实现功率定标。其中基本问题一般在于，当在激光工作物质中的体积泵浦功率密度递增时，热致效应如热透镜、去极化或应力断裂导致光参数恶化， 甚至是激光工作物质的毁损。此外，当功率定标所需的大功率泵浦源只有不足的时，该激光器振荡模式将会出现更大的误差。通过增大几乎为圆形的泵浦横截面来实现定标固然在一定程度上是可行的，但是，这会急剧地导致激光振荡模式调适方面的困难。因此，现有技术公开了不同的其它解决手段，借此力求实现一种可以避免或尽量减轻这些负面效果的功率定标。一种好很多的定标方法提出例如圆盘式激光器理念，例如如EP0632551所述，它利用完整的多次将其导回到激光工作物质的泵浦。在此情况下，利用一种直接解决手段可以减轻热效应，做法是，激光工作物质很薄地构成，并且散热在朝向激光工作物质的薄延伸方向以一维方式进行。由此得到的优点在于，一方面，因靠近散热体而导致很小的温度升高，另一方面， 在该激光器振荡模式下的横向梯度保持很小，这是因为在此方向出现的热传导可以忽略不计。该理念的改进在EP16^576中有所描述。其中，通过使用一种显著呈椭圆形聚焦至薄片圆盘的泵浦装置，获得由两维热流带来的附加热力学优点，这体现为峰值温度的降低。通过在光纤耦合激光二极管领域内的进展，可以实现这种光源耀度的连续提高， 这可被用来实现激光工作物质长度范围内的定标。尤其与具有相对较高强化横截面的激光工作物质，如Nd:钒酸盐相结合，可以用最简单结构获得很好的效果。近一、二十年内在结晶生长技术方面已获得的进展在此同样产生积极效果。这种理念的后续发展最终会导致光纤激光器，与圆盘激光器相似，其可以实现很高的输出功率。最后，还存在一种在所谓的椭圆形或高椭圆形泵浦中进行功率定标的其它可能性。其中，笔直地(例如在竖向上)保持一强焦点，用于保证所需的小信号增益。而泵浦体积通过在其它方向的发散而扩大。在此情况下，可以保证以面积来测量的功率密度没有超出相对热效应而言的关键值。一种相应解决方案例如由EP1318578公开。为此，通过直线扩宽来实现定标。对该方案而言最合适的激光工作物质形状为棒状，确切的说是“扁条”状， 就像也在EP1181754中描述的那样。对此特别重要的是沿该直线有很均勻的泵浦分布，这是因为如果有不均勻情况，则在激光器振荡模式中将会出现急剧的误差。这可如此解决，例如，来自一个激光器棒组的光借助多个透镜首先经一具有内部全反射功能的勻光器被传输到呈平面波导形式的两侧面，该两侧面的出射面随后又通过多个透镜投影到激光工作物质之中或之上。这样的混合或混勻减轻了衰减的的或功率变化的泵浦光源的影响，从而随之出现均勻的或被均勻化的泵浦光束，它可以作为泵浦光斑被投影到激光工作物质上。该解决方案因此固然允许不同的成组激光器二极管的发射光的混勻，但由于在勻光器的耦合输入和耦合输出中采用透镜系统，所以其结构复杂，调校困难。此外，后置光学件对激光器系统的占地面积也提出相应要求。因而，这类具有根据现有技术的勻光器棒的激光器系统因其结构和所采用的部件而太复杂、调校费事和/或太大。其它解决手段例如在以下文献中有描述Beach，Raymond J.的“Theory and optimization of lens ducts”，《应用光学件》，第；35卷，第12期，1996年4月20日， % 2005-2015 M ； # Honea, Erie C. 入白勺 “Analysis of an intracavitydoubled diode-pumped Q-switched Nd:YAG laser producing more than 100 W of power at 0. 352 μ m”，《光学快报》，第23卷，第15期，1998年8月1，第1203-1205页，这些解决手段固然放弃了接设在勻光器之后的透镜系统，但因为其所述应用所需要的在两个轴方向上的混勻而不适用于产生高椭圆形泵浦光斑形状。本专利技术的一个任务在于提供一种结构紧凑或简化的激光泵浦装置，用于产生椭圆形泵浦形状，以及提供采用该激光泵浦装置的激光器系统、尤其是二极管泵浦固态激光器系统。另一个任务在于提供这样的激光器系统，它有更好的耐用性和降低的调校成本。该任务通过权利要求1和15或者从属权利要求所要要求保护的对象或者进一步改进的解决方案来完成。本专利技术涉及一种泵浦装置或者说一种用于激光工作物质的泵浦方法，其中，许多或大量的泵浦光源的部分光束集中、混合并作为泵浦光束被送往用以强化激光束的激光工作物质之上或其中，以产生椭圆形泵浦形状。要获得的椭圆形泵浦光斑的横截面在此情况下由长宽比表述，在这里，所要获得的泵浦光斑长宽比可以例如大于3 1、尤其大于 15 1或更高。根据本专利技术的、用于获得均勻化的激光工作物质泵浦的解决方案本质上是一个占地优化的系统，它由最少数量的标准透镜外带一个勻光器构成。通过与现有技术相比更少数量的透镜，可以减少占地面积和降低调校成本。具体说，放弃勻光器输出到激光工作物质中的光学成像。取而代之地，两者紧邻布置，例如以100-300 μ m间距定位，从而泵浦光在原来的泵浦光斑未成像情况下以规定的横截面且保持发散性地基本在激光工作物质内继续传输，其中不考虑在平坦表面上的折射。 因此，保持发散性意味着，在不考虑在入射或穿越光学组件时即在经过入射窗或出射窗的通道时的相互影响的情况下，与此相关地没有出现利用为此设计的透镜件的光束整形。就此而言，鉴于发散度的变化来说，维持发散性相当于没有进行光束整形。泵浦光就其发散性而言没有光束整形地就被输送到激光工作物质中。激光工作物质因此在功能上是勻光器的延续，其中，勻光器具有光束整形作用并在其输出端提供有具有所期望的横截面或光束剖面的光束。因此与成像部件的布置形式相比，利用一个后置透镜的光束整形功能已经通过勻光器及其与耦合光学系统的配合作用产生。呈平面光波导形式的勻光器此时可具有抛光的或涂覆的甚至可以说是镜面化的侧面，用于通过内部全反射实现传输。此时如此选择勻光器尺寸，在混勻方向在激光工作物质内泵浦光宽度是必需的，其可以实现充分彻底的混勻，就是说，低于用于与均勻过程的标准剖面之偏差的误差阈值。因为在大多数激光器系统中采用按线性顺序的呈激光器棒或激光器行列形式的多个激光器二极管，所以由此布置形式决定的且空间上发生位移的部分光束的混勻在一个轴方向上进行。由此，消除不同发生地点的影响，或者将该影响抑制到预定的阈值下。获得期望的混勻效果的一个前提条件是部分光束对此最佳地耦合输入勻光元件中，这通过选择在混勻方向上合适的圆柱形耦合输入透镜来实现。此时，勻光器的发散性和长度有着依赖关系，就是说，高发散性允许短的勻光器，而低发散性要求长的勻光器。在高发散性时出现的大的输入和输出角度和随之而来的反射损失可通过在勻光器和激光工作物质上的合适的层间系统被尽量减小。在常用的激光器二极管中，已经可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种产生用于强化激光束的激光工作物质（４，４′，４″）的椭圆形泵浦形状的激光泵浦装置，至少包括：－激光泵浦源（１，１′，１″），具有多个用于产生部分泵浦光束（ＴＰＳ１，ＴＰＳ２，ＴＰＳ１′，ＴＰＳ１″，ＴＰＳ２′，ＴＰＳ２″）的多个发射极，尤其是激光器二极管，用于泵浦所述激光工作物质（４，４′，４″），－光学匀光器（３，３′，３″，３″′，３″″），用于在混匀轴（ＤＡ）方向上通过多次反射混匀所述部分泵浦光束（ＴＰＳ１，ＴＰＳ２，ＴＰＳ１′，ＴＰＳ１″，ＴＰＳ２′，ＴＰＳ２″）是如此设计和布置的，由所述匀光器（３，３′，３″，３″′，３″″）发出的泵浦光束在相对混匀轴（ＤＡ）保持发散性的情况下被直接引导至激光工作物质（４，４′，４″）之上或之中。ＴＰＳ１″，ＴＰＳ２′，ＴＰＳ２″）在垂直于混匀轴（ＤＡ）的投影轴（ＰＡ）方向上直接投影到所述激光工作物质（４，４′，４″）之上或之中，尤其是被聚焦到其上或其中，－所述匀光器（３，３′，３″，３″′，３″″）和所述激光工作物质（４，４′，４″），－在所述激光泵浦源（１，１′，１″）和匀光器（３，３′，３″，３″′，３″″）之间的耦合光学系统（２，２′，２″），其特征在于，－所述耦合光学系统（２，２′，２″）是如此设计和布置的，所述部分泵浦光束（ＴＰＳ１，ＴＰＳ２，ＴＰＳ１′，...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·科普夫，
申请(专利权)人：高Q技术有限公司，
类型：发明
国别省市：AT
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