提供了一种二极管泵浦的掺镱玻璃或掺镱玻璃陶瓷激光器。提供了一种包括光泵、玻璃或玻璃陶瓷增益介质、波长转换器件和输出滤波器的激光源。增益介质包括掺镱玻璃或掺镱玻璃陶瓷增益介质，并通过包括最大吸收峰和次大吸收峰的吸收光谱来表征，最大吸收峰和次大吸收峰各自沿着增益介质的吸收光谱的不同波长部分设置。光泵和增益介质被构造成使得泵浦波长λ与增益介质的次大吸收峰比与增益介质的最大吸收峰更精密地对准。也公开了其它实施例并提出权利保护。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种频率转换激光源，并且，更具体地讲，涉及一种被构造用于改进发射稳定性的二极管泵浦激光器。
技术实现思路
提供了二极管泵浦的掺镱玻璃激光器或掺镱玻璃陶瓷激光器。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种包括光泵、玻璃或玻璃陶瓷增益介质、波长转换器件和输出滤波器的激光源。增益介质包括掺镱玻璃或掺镱玻璃陶瓷增益介质，并通过包括最大吸收峰和次大吸收峰的吸收光谱来表征，最大吸收峰和次大吸收峰各自沿着增益介质的吸收光谱的不同波长部分设置。光泵和增益介质被构造成使得泵浦波长λ与增益介质的次大吸收峰比与增益介质的最大吸收峰更精密地对准。附图说明当结合以下附图阅读时，能够最好地理解本专利技术的特定实施例的以下详细描述，附图中用相似的附图标记来指示相似的结构，并且其中图I和2示出了根据本专利技术的不同类型的频率转换激光源的各个方面；以及图3示出了根据本专利技术的一个实施例的增益介质的吸收光谱。具体实施例方式首先参见图1，提供了光泵浦激光源100，该激光源100包括被构造成产生通过泵浦波长λ表征的光泵浦光束的光泵10、耦合光学器件15、玻璃或玻璃陶瓷增益介质20、波长转换器件30和输出滤波器40。如图I中所示出的，玻璃或玻璃陶瓷增益介质20沿着从光泵10向下游延伸到输出滤波器40的光路径设置在输出滤波器40的上游，该滤波器40通常被构造为带有集成IR滤波器的外部镜，但可以仅包括没有任何显著滤波特性的输出 窗口或输出孔。如图3中所示出的，增益介质20包括掺镱玻璃或掺镱玻璃陶瓷增益介质，并通过包括最大吸收峰A和次大吸收峰B的吸收光谱来表征，每个吸收峰沿着增益介质20的吸收光谱的不同波长部分设置。次大吸收峰B在图3中示出为具有大约50nm的“近峰”带宽B'相比之下，最大吸收峰A具有窄得多的近峰带宽A%S卩，远小于10nm。在实施本专利技术的各种实施例过程中，出于下面详细讨论的原因，考虑到“近峰”带宽应理解为在比最大光吸收峰小约5dB/m处的峰值的带宽，可以设想，次大吸收峰B应该限定至少约20nm的近峰带宽B'应当指出，本文提出上述带宽值是为了有助于量化最大吸收峰A和次大吸收峰B之间的差值。带宽值作为用于实现本专利技术的概念的指引被引入，并且不应解释为绝对表示，其可因实施例不同而变化，并且通常将取决于多种参数。虽然根据常规实践这样做将是违反直觉的，但是光泵10和增益介质20被构造成使得泵浦波长λ与更低效率的次大吸收峰B比与更高光谱效率的最大吸收峰A更精密地对准。结果，使用增益介质20且被构造用于在主发射波长λ*下的固态光泵浦激光器发射的光泵浦激光源100，将很适合在更宽的操作温度范围内稳定操作，因为次大吸收峰B的近峰吸收带宽B*比最大吸收峰A的近峰吸收带宽k*宽得多。本专利技术人已经认识到，这种操作模式尤其非常适合泵浦波长λ随操作温度显著漂移的应用，如较不复杂的相对便宜的激光器的情况那样。本专利技术人还认识到，可归结于与次大吸收峰B对准的任何效率损失可通过由消除对复杂的温度稳定方案的需求而获得的效率来至少部分地补偿。在本专利技术的特定实施例中，泵浦波长λ被选择，使得它在光泵的整个操作波长漂移范围内被限制到次大吸收峰B的近峰带宽B'替代地或另外地，增益介质20可被构造成使得次大吸收峰B的近峰带宽B*大于光泵10的操作波长漂移。为了描述和限定本专利技术，应当指出，光泵10的“操作波长漂移”涵盖这样的范围，在该范围内光泵10的发射波长在正常操作使用下漂移，不包括在显示的图像中持续时间长度不足以被肉眼觉察的不显著的波长尖峰或其它波长偏尚。熟悉波长转换器件在频率转换激光源中的使用的技术人员应当理解，波长转换器件30由QPM波长转换带宽来表征，在该带宽内，主发射波长λ*被转换为频率转换的输出波长。在实施本专利技术的概念中，优选的是确保主发射波长λ*落入波长转换器件30的QPM带宽内。虽然多种波长调谐和校准方案将适合实施本专利技术的概念，但可以设想，光泵10和增益介质20可被构造成使得泵浦波长λ落入次大吸收峰B内并且落在最大吸收峰A外，如图3所示。更具体地讲，泵浦波长λ被限制到次大吸收峰B的近峰带宽B*。在其它情况下，确保泵浦波长λ落入次大吸收峰B的20nm峰值吸收内可能已足够。在其它情况下，可能优选的是，确保次大吸收峰B的近峰带宽B*足够宽，以适应变化±10nm的泵浦波长λ。通过使用合适的可调谐或固定波长激光器二极管光泵10，掺镱玻璃和掺镱玻璃陶瓷增益介质特别适合满足这些标准。应当指出，本文提出上述波长值是为了有助于量化泵浦波长入。波长值和范围作为用于实现本专利技术的概念的指引被引入，并且不应解释为绝对表示，其可从实施例到实施例变化，并且通常将取决于多种参数。增益介质20的输入表面22 (即，面向光泵10的表面)可被构造成在泵浦波长入下抗反射(AR)并且在主发射波长λ*下高反射(HR)。优选地，虽然不是实施本专利技术所必需的，但反射率限定了与波长转换器件30的可接受带宽相符的狭窄带。本专利技术人已经认识到，掺镱玻璃或玻璃陶瓷比诸如YAG或钒酸盐的晶体更适合提供具有成型表面的增益介质，因为玻璃或玻璃陶瓷更容易磨削或浇铸成非平坦形状。因此，可以设想，增益介质的输出表面24可通过合适的磨削或浇铸构造成非球面形状，以将主要的发射光束在激光源100中聚焦在所选焦点处。本专利技术人也已经认识到，掺镱玻璃或玻 璃陶瓷很适合加入渐变折射率分布，因为掺杂物可在玻璃沉积时，例如在CVD (化学气相沉积)操作期间被引入。相比之下，在常规的晶体生长技术中不可能获得渐变折射率。因此，如图2所示意性地示出的，增益介质的输出区域可替代地包括横向渐变折射率分布26，以有助于将主要的发射光束在激光源100中聚焦在所选焦点处。在任一种情况下，非球面表面或渐变折射率可用于投射来自光泵10的准直光束并将其聚焦在位于由增益介质20形成的透镜的焦点处的外部镜上。本专利技术人已经认识到，过量的受激发原子倾向于自发地辐射并且通常无助于激光束。此外，如果在激光器的光轴附近存在数量不足的、限制在激光腔的基本模式中可达到的最大功率的受激发原子，则在激光腔的基本激光器模式中达到的最大功率可被限制。为了应对这些操作上的挑战，可以设想，可以渐变方式将掺杂材料引入以使掺杂浓度与激光腔模式强度分布相匹配。这种类型的掺杂分布可在激光源中提高效率，因为在操作中，更多受激发原子将接近光传播轴，在光传播轴上激光腔模式强度通常是最高的。这样的一个其它有利副作用是渐变的掺杂浓度优选基本激光腔模式并有助于保持激光器在单一空间模式下的操作。这是在其中需要高空间相干性的应用所需要的，如在激光扫描投影仪的情况中 那样。虽然增益介质20可在本专利技术的范围内采用多种形式并限定多种操作特征，但在图3所示实施例中和许多其它设想情况中，次大吸收峰B的峰值吸收将比最大吸收峰A的峰值吸收小至少约30db/m。此外，次大吸收峰B的近峰带宽通常将比最大吸收峰A的近峰带宽大至少约3倍。应当指出，本文提出上述吸收值是为了有助于量化最大吸收峰A和次大吸收峰B之间的相对关系。该值作为用于实现本专利技术的概念的指引被引入，并且不应解释为绝对表示，其可因实施例不同而变化，并且通常将取决于多种参数。例如，虽然下面的数量是估计并且将因情况不同而变化，但是可以设想，掺镱玻璃和掺镱玻璃陶瓷增益介质可被构造成本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：A·S·包科，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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