專利名稱：半導(dǎo)體二極管泵浦的自聚焦透鏡激光諧振腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體二極管泵浦全固態(tài)激光器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對端面泵浦自聚焦透鏡激光諧振腔的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體二極管泵浦全固體激光器，一般采用端面泵浦的方式。它裝置簡單，泵浦光束與諧振腔模匹配良好，增益介質(zhì)對泵浦光的吸收十分充分，斜效率高，特別適合中小功率激光器。端面泵浦系統(tǒng)按聚光手段可分為七種方式成象聚光；柱面透鏡聚光；橢圓模腔；微型棱鏡線陣聚光；自聚焦光纖微透鏡聚光；多光束疊加；光纖束聚光等。在這類端面泵浦激光器中，其主要結(jié)構(gòu)為泵浦光源、泵浦系統(tǒng)、諧振腔。諧振腔是由端面腔鏡、腔內(nèi)介質(zhì)、輸出鏡組成。目前諧振腔的端面腔鏡可分為兩種一種是由獨立的光學(xué)元件做為端面腔鏡，如圖1所示泵浦系統(tǒng)1、端面腔鏡2、腔內(nèi)介質(zhì)3、輸出鏡4、泵浦源5、諧振腔6，在這種結(jié)構(gòu)中，泵浦光經(jīng)端面腔鏡將有部分損耗，使得到達(dá)腔內(nèi)介質(zhì)中的增益介質(zhì)時能量降低；由于這種端面腔鏡的存在造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整不便，體積較大等問題。另外一種是在腔內(nèi)介質(zhì)中的增益介質(zhì)泵浦光入射面上鍍制對激光高反、泵浦光增透的激光介質(zhì)膜做為諧振腔的端面腔鏡，如圖2所示泵浦系統(tǒng)1、端面腔鏡2、腔內(nèi)介質(zhì)3、輸出鏡4、泵浦源5、諧振腔6，這種結(jié)構(gòu)的缺點是由于腔內(nèi)介質(zhì)中增益介質(zhì)的導(dǎo)熱性能差而產(chǎn)生的熱膨脹使得諧振腔的腔面變形，導(dǎo)致諧振腔失諧輸出激光模式變壞，功率不穩(wěn)。
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)端面腔鏡結(jié)構(gòu)的存在而造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整不便，體積較大，增益介質(zhì)的導(dǎo)熱性能差使得端面腔鏡變形，導(dǎo)致諧振腔失諧等問題。提出一種新的諧振腔模式，使得結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，體積小，降低泵浦光損耗，輸出激光模式及功率穩(wěn)定良好的半導(dǎo)體二極管泵浦的自聚焦透鏡激光諧振腔。
本發(fā)明的創(chuàng)造內(nèi)容包括做為泵浦系統(tǒng)的自聚焦透鏡、端面腔鏡、腔內(nèi)介質(zhì)、輸出鏡，其特征在于在激光器泵浦系統(tǒng)自聚焦透鏡本體的出射端面上鍍制激光介質(zhì)膜成為諧振腔的端面腔鏡。自聚焦透鏡出射端面上的激光介質(zhì)膜對激光高反和泵浦光減反。自聚焦透鏡出射面加工成光學(xué)平面或凹面。
諧振腔的動態(tài)工作過程由泵浦源發(fā)出泵浦光，經(jīng)自聚焦透鏡會聚到腔內(nèi)介質(zhì)中的增益介質(zhì)內(nèi)，由泵浦光激發(fā)出的熒光在諧振腔內(nèi)振蕩產(chǎn)生激光，通過輸出鏡或其他腔內(nèi)介質(zhì)后輸出。
本發(fā)明的優(yōu)點或積極效果選用自聚焦透鏡做為泵浦系統(tǒng)，它的數(shù)值孔徑較大，能很好地與發(fā)散角較大的半導(dǎo)體二極管耦合，并且它的體積小，透過率較高，聚焦光斑質(zhì)量好，是中小功率固態(tài)激光器的理想泵浦系統(tǒng)。利用激光器中的自聚焦透鏡出射端面與激光諧振腔的端面腔鏡集成為一體，使得結(jié)構(gòu)簡單緊湊，調(diào)整方便，減小了體積、重量減輕、降低了泵浦光的能量損耗、避免了已有技術(shù)在激光器的增益介質(zhì)表面做為端面腔鏡時，由于熱膨脹而導(dǎo)致諧振腔失諧使得輸出的激光模式變壞和功率不穩(wěn)的問題。本發(fā)明輸出激光模式(TEM00)及功率穩(wěn)定良好，適合于中小型激光器的批量生產(chǎn)。


圖1是已有技術(shù)的激光器結(jié)構(gòu)示意2是已有技術(shù)的激光器結(jié)構(gòu)示意3是用本發(fā)明制造激光器的結(jié)構(gòu)示意4是用本發(fā)明制造激光器的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式結(jié)構(gòu)主要有以下幾種形式如圖3、圖4所示圖3中的激光器包括自聚焦透鏡1、端面腔鏡2、腔內(nèi)介質(zhì)3、輸出鏡4、泵浦源5、諧振腔6，其中泵浦源5采用半導(dǎo)體二極管。自聚焦透鏡1為泵浦系統(tǒng)，采用入射面鍍制對泵浦光減反的激光介質(zhì)膜；采用出射面加工成光學(xué)平面或凹面并鍍制對泵浦光減反、激光高反的激光介質(zhì)膜；利用自聚焦透鏡1出射面的光學(xué)平面或凹面制作諧振腔的端面腔鏡2。自聚焦透鏡1采用滲鈦玻璃形成柱透鏡。腔內(nèi)介質(zhì)3包括增益介質(zhì)、非線性光學(xué)晶體器件或其他元件等。輸出鏡4采用光學(xué)玻璃并鍍制激光輸出介質(zhì)膜。端面腔鏡2與輸出鏡4構(gòu)成諧振腔6。
圖4的激光器包括自聚焦透鏡1、端面腔鏡2、腔內(nèi)介質(zhì)3、輸出鏡4、泵浦源5、諧振腔6，泵浦源5采用半導(dǎo)體二極管。自聚焦透鏡1為泵浦系統(tǒng)采用滲鈦玻璃形成柱透鏡。在自聚焦透鏡1的入射面鍍制對泵浦光減反的激光介質(zhì)膜。在自聚焦透鏡1的出射面加工成光學(xué)平面或凹面并鍍制對泵浦光減反、激光高反的激光介質(zhì)膜以做為諧振腔6的端面腔鏡2。選擇腔內(nèi)介質(zhì)3的出射面做為輸出鏡4，端面腔鏡2與腔內(nèi)介質(zhì)3和輸出鏡4構(gòu)成諧振腔。腔內(nèi)介質(zhì)3包括增益介質(zhì)及非線性光學(xué)晶體器件等。
激光介質(zhì)膜可以選擇對激光高反射率和對泵浦光減反，其數(shù)值為HRL＞99.5％、Rp＜5％。L表示激光波長，p表示泵浦光波長。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體二極管泵浦的自聚焦透鏡激光諧振腔，包括做為泵浦系統(tǒng)的自聚焦透鏡1、端面腔鏡2、腔內(nèi)介質(zhì)3、輸出鏡4，其特征在于在激光器泵浦系統(tǒng)自聚焦透鏡1本體的出射端面上鍍制激光介質(zhì)膜成為諧振腔的端面腔鏡2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔，其特征在于自聚焦透鏡1的出射端面上的激光介質(zhì)膜對激光高反和泵浦光減反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔，其特征在于自聚焦透鏡1的出射面加工成光學(xué)平面或凹面。
全文摘要
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體激光二極管泵浦全固態(tài)激光器技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種對自聚焦透鏡端面泵浦激光諧振腔的改進(jìn)。它包括自聚焦透鏡、端面腔鏡、腔內(nèi)介質(zhì)、輸出鏡。利用激光器中的自聚焦透鏡出射端面與諧振腔的端面腔鏡集成為一體,使得結(jié)構(gòu)簡單緊湊,調(diào)整方便,減小了體積、重量輕、降低了泵浦光的能量損耗、避免了已有技術(shù)在激光器的增益介質(zhì)表面做為端面腔鏡時,由于熱膨脹而導(dǎo)致諧振腔失諧使得輸出的激光模式變壞和功率不穩(wěn)的問題。本發(fā)明輸出激光模式及功率穩(wěn)定良好,適合于中小型激光器的批量生產(chǎn)。
文檔編號H01S3/08GK1355583SQ00123328
公開日2002年6月26日 申請日期2000年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月28日
發(fā)明者姜耀亮 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所