專利名稱：用于激光源的激活元件和包括這種激活元件的激光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于激光源的;敫活元件(active element)和包括這種激 活元件的激光源。更具體地，所述激光源具有如下類型，其包括-包括細(xì)長桿的激活元件，該細(xì)長桿具有大致圓形的橫截面，但并 非僅具有圓形的橫截面，并且包括能夠吸收沿縱向傳播的泵浦束 (pumping beam)的摻雜基體，以放大也沿縱向傳播的激光輻射；-泵浦系統(tǒng)，其包括能夠發(fā)射所述縱向泵浦束的泵浦(激光)二極管；-光學(xué)傳遞系統(tǒng)，其用于在所述激活元件中導(dǎo)引由所述泵浦系統(tǒng)所 發(fā)射的泵浦束，以便獲得縱向泵浦；和-光諧振腔(optical cavity),其使得能夠提取所述激光輻射。
背景技術(shù)：
已知的是，實際上，必須纟夸泵浦束的頻譜調(diào)整至激活元件的吸收 頻譜，以便所述泵浦束被吸收并且將其能量轉(zhuǎn)換為對所述激活元件進(jìn) 行摻雜的離子(例如稀土或過渡金屬)。還已知的是，泵浦(激光)二極管具有通常為幾納米寬的發(fā)射頻語， 當(dāng)所述泵浦二極管的溫度變化時，該發(fā)射頻譜每攝氏度偏移0.25至 0.3納米。為了確保泵浦束(從所述泵浦二極管獲得)的波長與激活介質(zhì)的吸 收頻譜滿意地符合，將所述二才及管安裝在珀爾帖(Peltier)模塊上的技術(shù) 為人所知，該技術(shù)的作用是將二極管的溫度穩(wěn)定為優(yōu)于0.5°C，從而 確保波長的中心(centering)為至少Q(mào).2納米。然而，值得注意的是，在軍事應(yīng)用的環(huán)境下，緊湊性的參數(shù)、能 量消耗和展開速度具有特別的重要性。因此，使用珀爾帖模塊將限制 二極管泵浦激光源在緊湊系統(tǒng)中的應(yīng)用，并且將導(dǎo)致高能量消井毛以及 必需大約一分鐘的穩(wěn)定時間。其它的激活二極管溫度穩(wěn)定系統(tǒng)也是如 此。因此，例如用于地上激光制導(dǎo)的當(dāng)今仍然使用的技術(shù)是閃光泵浦(flashpumping)技術(shù)，其在成本J;不是很合算，并且體積很大。 為了試圖克服這種問題，因此合適的是-增大激活元件對波長漂移的容許度，其例如由專利FR-2 803 697 提出，其中，將泵浦束導(dǎo)引為多次穿過激活元件；或者-對泵浦二極管發(fā)射波長進(jìn)行無源穩(wěn)定，其例如在專利申請US-2005/0018743中提出，該專利申請描述了使用包括一個或多個體 光柵(VBG)的系統(tǒng)，以便調(diào)節(jié)一種或多種激光發(fā)射特性。然而，上述解決方案僅能夠獲得對應(yīng)于15。C至4(TC的二極管竭 度漂移的3至10納米的不靈敏性(insensitivity)。這種熱量不支敏性的 范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在-4(TC和+7(TC之間的使用泵浦系統(tǒng)所需的熱量不靈敏 性，例如在地上激光制導(dǎo)的泵浦系統(tǒng)中。本發(fā)明的目的是提供激活元件和激光源，其能夠獲得超過15納 米的激光發(fā)射的熱量不靈敏性。已知的是，由激活元件所吸收的泵浦能的比例一方面取決于激活 元件的吸收系數(shù)a(X)，另 一方面取決于由泵浦束所穿過的材料長度L。 該吸收的能量比例Abs在均勻材料的情況下滿足關(guān)系式 Abs(X"l-Exp[-a(人)L]，在由n個吸收區(qū)域ai(X)和長度Li構(gòu)成的材料 的情況下滿足關(guān)系式Abs( i)=l-Exp[-al(人)Ll-a2(X)L2-…-an(入)Ln]，并 且在最通常的情況下滿足關(guān)系式Abs(X)=l-ExpHa(、z)dz]，其中，摻 雜和吸收在桿中根據(jù)縱向位置z變化，？i表示激光發(fā)射的波長.因此， 為了優(yōu)化所述比例Abs,合適的是， 一方面增大對所有關(guān)心波長的所 述吸收系數(shù)a，另一方面增大由泵浦束所穿過的所述長度。為了使比 例Abs對于所有的目標(biāo)頻譜范圍始終保持為大于大約80-90%,吸收長度必須適合于最小系數(shù)。此外，已知的是，難以從大體積激活元件(泵浦能量將在其中分散) 中充分地提取能量。因此，有利的是，建立一種縱向泵浦構(gòu)造，對于 該縱向泵浦構(gòu)造，只要泵浦束與激光源的軸線共線(或幾乎共線)，則' 泵浦束的吸收長度可為較長的。因此，激活元件適合于接收和輸送與 激光源的軸線共線(或幾乎共線)地傳播的泵浦輻射。如果需要觸發(fā)激光器(triggered Iaser)，則處于大功率水平(大于 500W)的縱向泵浦的主要困難在于產(chǎn)生雜散(spurious)效應(yīng)，諸如自發(fā) 輻射放大(下述的ASE放大)或雜散發(fā)射模式(下述的MEP模式)。ASE 放大來自于自發(fā)輻射，該自發(fā)輻射在本質(zhì)上被由泵浦束所激發(fā)的離子 發(fā)射并且被由這些受激離子的存在所導(dǎo)致的增益所放大。對于MEP 模式，MEP模式來自于如下組合-存在于激活元件的邊緣處和/或存在于任何其它的反射器上的反 射；和-源于受激離子的激光增益。這兩種因素的組合沿通常不同于主激光軸線的一條或多條軸線 產(chǎn)生雜散激光發(fā)射。ASE放大是主要由激活元件中的增益和最大可能的增益長度所 控制的參數(shù)。減小ASE放大的影響的唯一方法是限制增益長度或增益 值。此外，MEP模式由增益和雜散反射的存在所控制，該雜散反射將 光子返回至激光器，從而允許這些光子的增益循環(huán)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是彌補(bǔ)這些缺點。本發(fā)明涉及用于激光源的激活元 件，從而能夠獲得高的熱量不靈敏性，并且同時限制上述類型(ASE 放大和MEP模式)的雜散效應(yīng)的產(chǎn)生。為此，根據(jù)本發(fā)明，用于激光源的激活元件包括-細(xì)長桿，其具有反射性側(cè)表面，并且摻雜為能夠至少吸收在所述桿中至少大致沿縱向傳播的泵浦束，以便至少放大也沿縱向傳播的激-護(hù)套，其與所述桿的所述側(cè)表面相接觸，并且具有比所述桿的浙 射率小的折射率， 其特征在于-在所述桿的所述反射性側(cè)表面中，存在至少一個磨鈍漫射區(qū)域 (dull-ground diffusing zone),其能夠通過在所述側(cè)表面上的全內(nèi)反射而 中斷在所述桿中傳播的雜散激光模式的路徑；-所述護(hù)套能夠反射在所述才干中的所述泵浦束的至少80%;和-所述桿的長度和摻雜為使-得由所述桿吸收的所述泵浦束的能量 分?jǐn)?shù)至少等于80%。因此，由于本發(fā)明，能夠在超過大約二十納米的頻語帶上獲得特 別有效的泵浦，以及如果未全部地則非常顯著地抑制傾向于出現(xiàn)在所 述桿中的雜散輻射，這能夠阻止MEP模式和減小ASE放大長度。所 述磨鈍區(qū)域必須防止任何的鏡面反射，并且該磨鈍區(qū)域可通過任何已 知的方法獲得，諸如磨擦、化學(xué)侵蝕、超聲波、噴砂、添加肋條等。在所述桿的側(cè)表面上的所述磨鈍漫射區(qū)域的總的廣度(extent)至 少為所述桿的側(cè)表面的大約5%至40%。為了說明所述磨鈍漫射區(qū)i或消除MEP模式的方式，采用可區(qū)分 2D MEP模式(二維MEP模式)， D MEP模式(三維MEP模式)的圓柱 形桿的示例。2D MEP模式沿形狀為多邊形的路徑在桿的截面中形成，該多邊 形的每個頂點構(gòu)成在桿的周緣上的跳彈(ricochet)。護(hù)套的折射率越低， 則存在的多邊形的2D MEP的數(shù)量越大。例如，對于置于空氣(11=1) 中的YAG(n-1.82)的桿，方形的2D MEP以全反射才莫式存在，所有的 較高位的多邊形的2DMEP(五邊形，六邊形等)也是如此。護(hù)套的折射 率越接近桿的折射率，則2DMEP在桿的表面上的入射角越傾斜，以 保持高的反射系數(shù)。對于護(hù)套的給定折射率，2DMEP模式具有反射臨界角，該2DMEP模式在小于反射臨界角時將產(chǎn)生太多的損耗而不 存在。與該角度一起，存在多邊形的MEP的確定側(cè)的尺寸。如果磨 鈍漫射區(qū)域形成在周緣的大于該側(cè)該確定尺寸的部分上，則將抑制存 在于該截面中的2D MEP。3D MEP模式也以多邊形形狀形成，如果在桿的截面中觀察其軌 跡，則該多邊形形狀在桿的內(nèi)周緣上跳彈，但是該多邊形形狀還具有 沿縱向傳播，這使得該多邊形形狀在所述桿的末端面上跳彈。該3D MEP模式的路徑類似于分段螺旋。這種3D MEP模式的存在取決于它 們在末端面上的入射角、它們在周緣上的入射角和護(hù)套的折射率。為 了抑制這種3DMEP模式， 一種解決方案是在桿的周緣處在一定長度 上具有磨鈍漫射區(qū)域，使得橫跨該區(qū)域的3DMEP模式的間距在末端 面上具有使得反射損耗阻止其存在的入射角。在上文中，容易理解的是，圍繞所述桿的環(huán)形的磨鈍漫射區(qū)域的 一部分可消除螺旋地形成的3DMEP模式。實際上，由于磨鈍漫射區(qū) 域的環(huán)形部分，該3DMEP模式不能始終沿桿前進(jìn)，也不能到達(dá)桿的 末端以在末端面上反射。由于有效性方面的緣故，磨鈍漫射區(qū)域的所 述環(huán)形部分的縱向廣度必須至少等于桿的直徑。為了防止磨鈍漫射區(qū)域的所述環(huán)形部分阻礙泵浦束的傳播，該環(huán) 形部分優(yōu)選地定位在桿的僅由《敬弱的泵浦束通量所穿過的一部分中。 例如-如果泵浦束由桿的縱向端面中的僅僅一個端面引導(dǎo)(address)至 所述桿，則磨鈍漫射區(qū)域的所述環(huán)形部分定位在桿的所述縱向端面中 的另一個端面的附近；-如果泵浦束由桿的縱向端面中的每個端面引導(dǎo)至所述桿，則磨鈍 漫射區(qū)域的所述環(huán)形部分定位在桿的中間部分的附近。在這些情況下，磨鈍區(qū)域的所述環(huán)形部分的縱向廣度可大大地大 于桿的直徑。應(yīng)注意的是，磨鈍漫射區(qū)域的這種環(huán)形部分不能消除在桿的截面中傳播的所有的2D MEP模式，并且因此不能滿意地消除該2D MEP 模式，除非在特殊情況下，諸如，小增益、護(hù)套裝置的折射率接近桿 的折射率等。此外，為了以確定的方式消除2DMEP模式，所述磨鈍漫射區(qū)域 還至少包括條形的部分，該條形部分的大致方向相對于所述桿成至少 大致的縱向，并且能夠中斷在所述桿內(nèi)部閉合的雜散激光路徑。這種 條形部分可遵循所述桿的母線，并螺旋地纏繞所述桿，且包括定位在 桿的不同母線上的多個獨(dú)立的分段，等等。如果必要的話，該條形部分可僅僅設(shè)置在桿的高摻雜區(qū)域中。所述磨鈍漫射區(qū)域的條形部分的寬度必須大于在所述桿內(nèi)部的 分離較低位(lowerorder)的2D MEP模式的兩個連續(xù)內(nèi)反射的距離。通 過基于相對于側(cè)表面的入射角和桿的折射率以及護(hù)套的折射率的計 算，容易地確定該寬度。例如，對于折射率等于1.82的由YAG:Nd 制成的桿和折射率等于1.65的護(hù)套，所述較低位確定為等于8。因此， 所述條的寬度必須等于桿的側(cè)表面的1/8。優(yōu)選地，所述護(hù)套由流體膜形成，并且由于傳熱的緣故，所述護(hù) 套的厚度不超過500(im。該膜可為液體(聚苯醚)，或者由膠合劑、凝 膠或脂(半透明的熱脂或半透明的真空脂)組成。有利地，該護(hù)套能吸 收由桿所發(fā)射的至少一個輻射。此外，有利地，除該護(hù)套以外，包括護(hù)套和激活元件(桿)的機(jī)械 方面能吸收激光輻射，以便使雜散效應(yīng)最小。為此，包括桿和護(hù)套的 通道的內(nèi)部的黑色陽極化(black anodization)是優(yōu)選的。本發(fā)明還涉及一種激光源，兵包括-用于激光源的激活元件；-泵浦系統(tǒng)，其具有可發(fā)射至少一個泵浦束的泵浦激光二極管； -光學(xué)傳遞系統(tǒng)，其用于在所述激活元件中導(dǎo)引由所述激光二極管 所發(fā)射的泵浦束，以^使獲得縱向泵浦；和-光諧振腔，其使得能夠提取至少一個激光輻射，根據(jù)本發(fā)明，所述激光源的特征在于所述激活元件為上述類型。有利地，所述泵浦系統(tǒng)0產(chǎn)生泵浦束的方式形成 -該泵浦束包括在幾十度上超過20%穩(wěn)定的沉積能量的穩(wěn)定性；和/或-該泵浦束被包含在相對于所述桿的預(yù)定立體角內(nèi)。 在具體實施例中，所述泵浦系統(tǒng)包括由從不同晶片獲得的半導(dǎo)體 所形成的二極管模塊(或二極管組)。因此，不同的半導(dǎo)體的頻i普發(fā)射的總和將產(chǎn)生比單種二極管的頻譜更寬的頻譜。此外，優(yōu)選地，每個 二極管模塊包括冷卻裝置，其能夠獲得特定的熱量狀態(tài)和相等的擴(kuò)展 頻譜運(yùn)行。此外，有利地，所述激光源還可包括用于在激活元件中至少產(chǎn)生 泵浦束的雙通道的裝置。所述泵浦系統(tǒng)可包括兩部分，每部分由桿的兩端中的每端增加泵 浦輻射，以便在桿的長度上更加均勻地分配能量沉積，并且因此減弱 MEP模式和ASE放大形成在桿的輸入平面中的傾向。


附圖中的視圖將清楚地顯示可如何提出本發(fā)明。在附圖中，相同 的附圖標(biāo)記表示相同的元件。圖1是已知的激光源的方框圖。圖2示意性地示出在圖1的激光源的激活元件內(nèi)部的二維的和三 維的雜散激光發(fā)射模式。圖3、圖4和圖5示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的激活元件的三個示例。圖6是1。/。釹磁(Neodyme)摻雜的YAG材料的吸收頻譜的圖表， X軸表示波長人(nm), 丫軸表示吸收系數(shù)0^111-1)。
具體實施方式
示意性地示于圖1中的已知類型的激活元件1包括細(xì)長桿2，其 包括能夠吸收泵浦束3且能夠》欠大沿軸線X-X沿縱向傳播的至少一激 光輻射4的摻雜基體。桿2的側(cè)表面5為拋光的(因此為反射性的)， 并且由護(hù)套6所覆蓋，該護(hù)I 6'具有比所述桿的折射率d、的折射率。 因此，泵浦束3可由于在所述外側(cè)面5上的全內(nèi)反射而保持在桿2中。 該激活元件1可結(jié)合在激光源7中，例如在圖1中示例性地示出。 除所述激活元件1之外，所述激光源7通常包括 -通常的泵浦系統(tǒng)8,其包4舌激光器型的泵浦二極管8A并且可發(fā) 射至少一個泵浦束3;-通常的光學(xué)傳遞系統(tǒng)9，其用于在所述激活元件1中導(dǎo)引由所述 泵浦系統(tǒng)8所發(fā)射的泵浦束3，以便獲得穿過所述桿2的端面El的縱 向泵浦；和-通常的光諧振腔10，其具有軸線X-X，并且主要包括彼此面對 地放置的反射鏡11和部分透明4竟12。該光諧振腔10為激光輻射4提 供方向性和幾何特征，該激光輻射4通過激光器放大獲得并且沿軸線 X-X穿過所述鏡12發(fā)射。例如，所述光諧振腔還可包括電-光或聲-光類型的未示于圖1中的通常的觸發(fā)裝置(Q開關(guān))。如圖2示意性地示出，在才喿作中，桿2(示出為不具有其護(hù)套6) 是雜散激光發(fā)射的來源。根據(jù)稱為2D MEP模式(參見上文)的第一模 式，這些雜散的激光發(fā)射沿多邊形路徑15形成在桿2的截面14中， 多邊形15的每個頂點16通過在側(cè)表面5上的內(nèi)反射而構(gòu)成跳彈。根 據(jù)稱為3D MEP模式(參見上文)的另一種模式，這些雜散的激光發(fā)射 遵循在所述桿2中沿縱向傳播的分段螺旋17，并且由于側(cè)表面5上的 內(nèi)反射而具有跳彈點18。根據(jù)本發(fā)明的重要特征，為了消除這種雜散的3DMEP模式，在 圍繞所述桿2的環(huán)形區(qū)域19， ii將側(cè)表面5磨鈍，如在圖3中示例性 地示出的激活元件I(不具有護(hù)套6)。因此，側(cè)表面5的磨鈍環(huán)形區(qū)域 19為漫射的，并且消除了跳彈點18。當(dāng)漫射環(huán)形區(qū)域19的縱向廣度L至少等于桿2的直徑①時，將在消除3D MEP才莫式方面獲得好的結(jié) 果。如上所述，漫射環(huán)形區(qū)域19優(yōu)選地定位在桿的僅由果浦束3的 微弱的通量所穿過的一部分中。此外，在圖3的示例中，與圖l的激 光源7相似，假設(shè)泵浦束3僅穿過桿的端面El引導(dǎo)至桿3，所述漫射 環(huán)形區(qū)域19定位在所述桿2的另一個端面E2的附近。此外，為了消除雜散的2D MEP模式，根據(jù)本發(fā)明的另 一個特征， 參見圖4的實施例II，在條帶部分20上將桿2的側(cè)表面5磨鈍，該條 帶部分20的方向通常至少大致相對于桿而成縱向。以這種方式獲得 的所述漫射條帶部分20的寬度￡至少等于對應(yīng)于較低位的2D MEP 模式的多邊形15的一側(cè)的長度a(參見圖2)。雖然在圖4中表示為線 性的并且作為單件，但是所述條帶部分20可為不連續(xù)的和/或采取任 何所需的形式(例如螺旋形)。在圖5所示的根據(jù)本發(fā)明的激活元件的實施例變型III中，桿2 分別由泵浦束3.1和3.2通過其端面El和E2中的每個端面泵浦。在 這種情況下，漫射環(huán)形區(qū)域19有利地定位在所述桿2的中間部分中(其 中僅穿過微弱的泵浦通量)，條帶部分20.1, 20.2(類似于條帶部分20) 可"^殳置在所述中間漫射環(huán)形區(qū)i或19的兩側(cè)。無論漫射區(qū)域的構(gòu)造如何，該漫射區(qū)域19， 20, 20.1， 20.2在桿 2的所述側(cè)表面5的一部分上、在所述桿2上延伸，其至少延伸大約 5%至40%。此外，選擇與桿2的側(cè)表面5相接觸的護(hù)套6，以便能夠反射桿 2中的泵浦束3的至少80%。當(dāng)然，該護(hù)套6必須具有比桿2的折射 率低的折射率，并且不是非常能夠吸收該泵浦束3， 3.1， 3.2，以便使 在護(hù)套6與桿2的分界處的總反射具有最佳效果。另一方面，所述護(hù) 套6可優(yōu)選為可吸收激光輻射。這種護(hù)套有利地由流體膜形g。例如，該護(hù)套可由膠合劑構(gòu)成， 該膠合劑提供在桿與圍繞該桿的安裝件(未示出)之間的熱的且機(jī)械的.連接，并且該力交合劑不必具有顯著的粘附特性。該周緣護(hù)套6還可由 折射率液(index liquid)、凝膠或脂構(gòu)成。為了使桿與其安裝件之間的 傳熱功能良好，厚度小于500|im的護(hù)套為優(yōu)選的。此外，桿2的長度和#^雜為使得由桿2所吸收的泵浦束3的能量 分?jǐn)?shù)在大于15納米的頻譜范圍上至少等于80%。桿2可具有沿軸線 X-X的縱向摻雜變化，其中限制為例如0.1%的預(yù)定值的最低摻雜位于 泵浦束3.1, 3.2進(jìn)入激活元件1的端面或多個端面E1， E2的水平處。因此，通過在桿2的(一個或多個)輸入端處限制摻雜，故在該區(qū) 域限制吸收以及因此限制橫向增益(tmnsverse gain),這將能夠減少 ASE放大和MEP模式的發(fā)生。當(dāng)泵浦波長處于所述材料的最大吸收 值時，桿2的材料尤其必須遵守該標(biāo)準(zhǔn)。特別當(dāng)泵浦波長在相關(guān)的頻譜帶中處于所述材料的最小吸收值 時，桿2的(一個或多個)輸入端處的較低摻雜將降低吸收效果。因此，, 重要的是，在預(yù)定距離之外，4是供較高的4參雜水平，該預(yù)定距離例如 為在輸入面或多個輸入面El, E2前方的幾毫米。桿2的材料可具有連續(xù)的縱向摻雜變化，或者分段式的縱向摻雜 變化。在第一情況下，所述材料優(yōu)選為具有摻雜梯度的材料。這種材料 可通過制陶的方法制成。還可以利用多個逐級摻雜的晶體，以在每個晶體的輸入端處實現(xiàn) ASE放大的最大啟動增益。對于由單種摻雜和單種基體或多種不同的摻雜和/或多種不同的 基體構(gòu)成的桿，為了獲得對二極管的波長變化的不靈敏性，該材料具 有這樣的摻雜和長度，使得對于縱向泵浦，對運(yùn)行頻譜帶的最少可吸 收的波長的吸收分?jǐn)?shù)Abs大于大約90%。在均勻材料的情況下，Abs(X)=l-Exp[-a(;gL]>90%，或者a(X)L>2，3 因此應(yīng)用均勻材料。在1%釹磁摻雜的YAG的示出為圖6中的示例的情況下，其中最小吸收值為a(^802nm)-0.6cm"，摻雜材料的長度必須大于2.3/a(X)， 亦即大于3.8厘米。此外，在優(yōu)選實施例中，所述泵浦系統(tǒng)8包括由從不同晶片獲得 的半導(dǎo)體所構(gòu)成的二極管模塊(或二極管組)8A。因此，不同的半導(dǎo)體 的頻語發(fā)射的總和將產(chǎn)生比單種二極管的頻譜更寬的頻譜。此外，優(yōu) 選地，每個二極管模塊8A包括獨(dú)立的冷卻裝置(未示出)，這使得能夠 獲得相等的擴(kuò)展頻譜運(yùn)行。此外，在具體實施例中，所述泵浦系統(tǒng)8構(gòu)造成以便產(chǎn)生泵浦束 3，該泵浦束3具有在幾十度上超過20%穩(wěn)定的沉積能量的穩(wěn)定性。此外，所述激光源8還包括用于在激活元件1中至少產(chǎn)生泵浦束 3的雙通道的裝置(未示出)。泵浦二極管8A可能不被有效地冷卻，而是在時間有限的過程期 間以整體結(jié)構(gòu)耗散其能量，該整體結(jié)構(gòu)的溫升將限制它們自身的溫 升。起始溫度和這種溫升可使-彈它們的發(fā)射波長在整個過程期間保持 在運(yùn)行頻譜帶內(nèi)，以便盡管溫度在過程開始時可能較低以及該溫度隨 時間而漂移，但該激光器在不利用有源的溫度穩(wěn)定裝置的情況下在過 程期間維持相當(dāng)穩(wěn)定的運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種用于激光源(7)的激活元件(I，II，III)，其包括-細(xì)長桿(2)，其具有反射性側(cè)表面(5)，并且摻雜為至少能夠吸收在所述桿(2)中至少大致沿縱向傳播的泵浦束(3)，以便至少放大也沿縱向傳播的激光輻射(4)；和-護(hù)套，其與所述桿(2)的所述側(cè)表面(5)相接觸，并且具有比所述桿(2)的折射率小的折射率，其中-在所述桿(2)的所述反射性側(cè)表面(5)中存在至少一個磨鈍漫射區(qū)域(19，20；20.1，20.2)，其能夠通過在所述側(cè)表面(5)上的全內(nèi)反射而中斷在所述桿(2)中傳播的雜散激光模式的路徑；-所述護(hù)套(6)能夠反射在所述桿(2)中的所述泵浦束(3)的至少80％；和-所述桿(2)的長度和摻雜使得由所述桿(2)吸收的所述泵浦束(3)的能量分?jǐn)?shù)至少等于80％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激活元件，其特征在于， 所吸收的泵浦能量分?jǐn)?shù)在大于15納米的頻譜范圍上大于80%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中的任一項所述的激活元件，其特征在于，在所述桿(2)上的所述磨鈍漫射區(qū)域的總的廣度至少為所述桿(2) 的側(cè)表面(5)的大約5%至40%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的激活元件，其特征在-于，所述磨鈍漫射區(qū)域包括圍繞所述桿(2)的至少一個環(huán)形部分(19)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的激活元件，其特征在于， 所述磨鈍漫射區(qū)域的所述環(huán)形部分(l 9)的縱向廣度(L)至少等于所述桿(2)的直徑((D)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5中的任一項所述的激活元件，其特征在于，所述磨鈍漫射區(qū)域的所述環(huán)形部分(19)定位在所述桿的僅由微弱 的泵浦束(3 )通量所穿過的 一 部分中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的激活元件，其特征在于， 泵浦束(3)由所述桿(2)的縱向端面中的僅僅一個端面(E1)引導(dǎo)至所述桿(2),并且所述磨鈍漫射區(qū)域的所述環(huán)形部分(19)定位在所述桿(2)的所 述縱向端面中的另 一個端面(E2)的附近。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的激活元件，其特征在于， 泵浦束(3.1; 3.2)由所述桿(2)的縱向端面(E1; E2)中的每個端面引導(dǎo)至所述桿(2)，并且所述磨鈍漫射區(qū)域的所述環(huán)形部分(19)定位在所述桿(2)的中 間部分的附近。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4至8中的任一項所述的激活元件，其特征在于，所述磨鈍漫射區(qū)域還至少包括條形部分(20;20.1,20.2)，其具有相 對于所述桿(2)成至少大致縱向的大體方向，并且能夠中斷在所述桿內(nèi) 部成環(huán)的雜散激光路徑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的激活元件，其特征在于， 所述條形部分由布置在所述桿(2)的不同母線上的獨(dú)立分段構(gòu)成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的激活元件，其特征在于， 所述條形部分螺旋地纏繞在所述桿的長度上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項所述的激活元件，其特征 在于，所述護(hù)套(6)由流體膜形成，所述流體膜的厚度不超過500nm。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的激活元件，其特征在于， 所述護(hù)套(6)能夠吸收激光輻射。
14. 一種激光源(7)，其包4舌 -用于激光源的激活元件(l);-泵浦系統(tǒng)(8),其設(shè)有可發(fā)射至少一個泵浦束(3;3.1;3.2)的泵浦激 光二極管(8A);-光學(xué)傳遞系統(tǒng)(9)，其用于在所述激活元件(l)中導(dǎo)引由所迷激光 二極管所發(fā)射的泵浦束，以便獲得縱向泵浦；和-光諧振腔(10),其使得能夠提取至少 一個激光輻射(4)， 其中，所述激活元件(l)如"利要求1至13中的任一項所述。
15. 如權(quán)利要求14所述的激光源(7),其特征在于，所述泵浦系統(tǒng)(8)包括由從不同晶片獲得的半導(dǎo)體所形成的二極 管模塊(8A)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于激光源的激活元件和包括這種激活元件的激光源。根據(jù)本發(fā)明，摻雜桿(2)的側(cè)表面(5)包括能夠中斷雜散激光模式的路徑的至少一個磨鈍漫射區(qū)域(19)。
文檔編號H01S3/0941GK101325308SQ20081012481
公開日2008年12月17日 申請日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者A·拉帕波特, J·-E·蒙塔格恩, L·阮 申請人:塞拉斯激光工業(yè)公司