專利名稱：拱形半導(dǎo)體激光器側(cè)泵浦模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體激光器泵浦模塊，特別涉及一種拱形半導(dǎo)體激光器側(cè)泵浦模塊。
背景技術(shù)：
在固體激光器中，半導(dǎo)體激光器(Laser Diode，縮寫LD)泵浦模塊的結(jié)構(gòu)一般包含有LD(半導(dǎo)體激光器，下同)和激光介質(zhì)，其泵浦方式分為端面泵浦和側(cè)泵浦。由于側(cè)泵浦方式能夠在激光介質(zhì)中注入更多的能量，有利于實(shí)現(xiàn)大功率輸出，因此更多地用于大功率LD泵浦的固體激光器中。大功率LD側(cè)泵浦的固體激光器多采用平面發(fā)光結(jié)構(gòu)的LD線列陣，這種平面型的LD線列陣比較適合于板條狀激光介質(zhì)。目前已成功地應(yīng)用板條狀激光介質(zhì)獲得了大功率、高光束質(zhì)量輸出的固體激光器，它的優(yōu)點(diǎn)在于其高效率的冷卻方式保證了在有限體積的激光介質(zhì)中注入更多的泵浦能量，然而它的缺點(diǎn)在于一是無法充分利用板條邊緣處的能量，限制了整體效率，二是需要增加額外的光學(xué)整形系統(tǒng)。當(dāng)今棒狀的激光介質(zhì)在工業(yè)中已得到了廣泛的應(yīng)用，原因在于其加工和使用方便，并且介質(zhì)內(nèi)的增益場(chǎng)與諧振腔的基模之間可以實(shí)現(xiàn)最大的交疊因子，從而得到高光束質(zhì)量的激光輸出，提高激光器的整體效率。但是平面型的LD線列陣，對(duì)于棒狀的激光介質(zhì)就具有很大的局限性一方面由于LD固有的發(fā)光特點(diǎn)，其光場(chǎng)分布為發(fā)散的，垂直于LD結(jié)平面的發(fā)散角大約為40°，平行于結(jié)平面方向的發(fā)散角大約為10°，而棒狀激光介質(zhì)的軸線一般平行于LD的結(jié)平面，由于受到結(jié)構(gòu)的限制，泵浦距離不可能很小，因此使得棒狀激光介質(zhì)吸收泵浦光的效率降低，泵浦光場(chǎng)也難以均勻。當(dāng)然可以采用柱透鏡等整形光學(xué)系統(tǒng)來彌補(bǔ)，但這會(huì)相應(yīng)增加約10％的損耗，同時(shí)也增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度；另一方面平面型的LD線列陣的橫向尺寸不能過大，否則邊緣處的LD發(fā)出的泵浦光被棒狀激光介質(zhì)吸收的效率會(huì)很低。
為了克服上述棒狀激光介質(zhì)應(yīng)用平面型LD線列陣的缺陷，信息產(chǎn)業(yè)部電子第十三研究所的劉會(huì)民等人在2002年公開的中國(guó)實(shí)用新型專利(專利號(hào)ZL01220203.7)“半圓柱面形發(fā)光面的半導(dǎo)體激光器陣列”中提出，采用半圓柱形發(fā)光面的LD線列陣代替平面發(fā)光結(jié)構(gòu)的LD線列陣作為泵浦源，使棒狀激光介質(zhì)對(duì)泵浦光源的吸收均勻，從而提高泵浦效率，同時(shí)也改善了固體激光器輸出光斑的均勻性。然而該技術(shù)方案中LD線列陣封裝在半圓柱面上，其對(duì)棒狀激光介質(zhì)的包容角，亦即弧形安裝角僅達(dá)到180°，激光介質(zhì)對(duì)泵浦光的吸收仍不夠均勻，同時(shí)沒有充分利用棒狀激光介質(zhì)對(duì)泵浦光源的吸收面積，因而使介質(zhì)內(nèi)增益場(chǎng)與諧振腔基模的重疊因子較低，所以影響了泵浦效率的提高，據(jù)該專利文件介紹，半圓柱面形發(fā)光面的LD線列陣效率比平面型LD線列陣提高一倍以上，但即便如此也僅達(dá)到40％。此外，由于是半圓柱形，故介質(zhì)晶體內(nèi)的熱分布不是規(guī)則的，難以進(jìn)行補(bǔ)償，因此難于得到大功率高質(zhì)量的輸出。
當(dāng)棒狀激光介質(zhì)吸收了大量的泵浦光后，熱效應(yīng)是制約激光器功率提高的一個(gè)主要因素。一方面激光介質(zhì)的熱透鏡效應(yīng)導(dǎo)致諧振腔工作區(qū)偏移，另一方面激光介質(zhì)的熱退偏效應(yīng)導(dǎo)致激光器在類似調(diào)Q偏振工作方式下?lián)p耗加大。合理地設(shè)計(jì)泵浦冷卻結(jié)構(gòu)是解決熱效應(yīng)問題的有效途徑。目前常見的側(cè)泵浦方式下棒狀激光介質(zhì)冷卻的方式有兩種一種是采用玻璃套液體冷卻，另外一種是利用熱沉傳導(dǎo)冷卻。對(duì)于在惡劣環(huán)境下工作的激光器，如軍用、航天、航空用的激光器，液冷的激光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性相對(duì)較低。而熱沉傳導(dǎo)的激光器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、可靠性高，更適宜在上述場(chǎng)合下工作。目前對(duì)于棒狀激光介質(zhì)的熱沉傳導(dǎo)冷卻采用的主要方式還是由Curt H Chadwick和Los Altos L等人在1980年申請(qǐng)的美國(guó)專利(US 4,199,735)中提出的部分弧面?zhèn)鲗?dǎo)冷卻方式。他們針對(duì)燈泵浦的熱傳導(dǎo)型固體激光器提出，如果激光介質(zhì)冷卻熱沉和棒狀激光介質(zhì)之間接觸面的冷卻接觸角α在70°到85°之間，則在棒狀激光介質(zhì)內(nèi)就產(chǎn)生一個(gè)近似柱面的熱分布，有利于使用普通透鏡加以熱補(bǔ)償。但是該冷卻接觸角α參數(shù)的設(shè)計(jì)是以燈泵浦結(jié)構(gòu)、激光介質(zhì)均勻受熱為前提的，而對(duì)于LD泵浦而言，激光介質(zhì)并非均勻受熱，兩者之間存在一定的差異，需要重新考慮冷卻接觸角α的合理數(shù)值。同時(shí)α＝70°～85°的選值顯得過小，這減小了棒狀激光介質(zhì)與熱沉的安裝接觸面，從而加大了制作工藝的難度，降低了焊接或粘接的強(qiáng)度，并且縮小了冷卻傳導(dǎo)面積，影響了散熱效果。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)上述背景技術(shù)中現(xiàn)有的棒狀激光介質(zhì)固體激光器中半導(dǎo)體激光器(LD)側(cè)泵浦模塊所存在的泵浦效率較低、難以獲得大功率高質(zhì)量的輸出、冷卻接觸角不合理的缺陷，提供了一種采用同心泵浦、同心冷卻的緊包泵浦結(jié)構(gòu)的拱形半導(dǎo)體激光器側(cè)泵浦模塊，大大提高了介質(zhì)內(nèi)增益場(chǎng)與諧振腔基模的重疊因子，增加了棒狀激光介質(zhì)對(duì)泵浦光的吸收效率和泵浦光的輸入功率，從而能夠得到大能量、高光束質(zhì)量的激光輸出，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)可靠、熱效應(yīng)小、便于制造的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種拱形半導(dǎo)體激光器側(cè)泵浦模塊，包括有半導(dǎo)體激光器線列陣和棒狀激光介質(zhì)，半導(dǎo)體激光器線列陣由半導(dǎo)體激光器線列陣芯片和半導(dǎo)體激光器熱沉構(gòu)成，棒狀激光介質(zhì)采用部分弧面?zhèn)鲗?dǎo)冷卻結(jié)構(gòu)，所述拱形半導(dǎo)體激光器側(cè)泵浦模塊采用同心泵浦、同心冷卻的緊包泵浦結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體激光器線列陣的中心軸線與棒狀激光介質(zhì)的軸線重合，該棒狀激光介質(zhì)的冷卻接觸角α為90°～120°，該半導(dǎo)體激光器線列陣采用拱型封裝結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體激光器線列陣芯片沿棒狀激光介質(zhì)的軸線方向排列并且均勻地排布在拱形的圓周面上，其弧形安裝角β為200°～270°。
本實(shí)用新型所述的拱形半導(dǎo)體激光器側(cè)泵浦模塊中的半導(dǎo)體激光器線列陣芯片沿棒狀激光介質(zhì)的軸線方向上可以排列有多行，行間隔d為半導(dǎo)體激光器線列陣芯片長(zhǎng)度a的1.05～1.1倍；所述半導(dǎo)體激光器熱沉可以為分離結(jié)構(gòu)，整體半導(dǎo)體激光器熱沉由若干單個(gè)半導(dǎo)體激光器熱沉串聯(lián)起來，每一單個(gè)半導(dǎo)體激光器熱沉長(zhǎng)度c與半導(dǎo)體激光器線列陣芯片的行間隔d相等；所述半導(dǎo)體激光器熱沉也可以為整體結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度c為半導(dǎo)體激光器線列陣芯片的行間隔d的整數(shù)倍。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的有益效果是采用了同心泵浦、同心冷卻緊包泵浦的結(jié)構(gòu)，并且LD線列陣的封裝呈拱形排布，這種結(jié)構(gòu)使LD線列陣能充分接近棒狀激光介質(zhì)，避免了邊緣處LD所發(fā)泵浦光的散失，同時(shí)使得棒狀激光介質(zhì)內(nèi)的增益場(chǎng)與諧振腔基模的交疊因子大大提高，從而使棒狀激光介質(zhì)對(duì)泵浦光源的吸收均勻且將吸收率提高至85％～90％以上；此外，本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上采用了更大的LD線列陣芯片的弧形安裝角β＝200°～270°，以提高LD線列陣對(duì)棒狀激光介質(zhì)的包容程度，從而增加了LD線列陣所發(fā)泵浦光的功率，亦即提高了激光器的輸出功率；另外，同心泵浦、同心冷卻的結(jié)構(gòu)還使得棒狀激光介質(zhì)內(nèi)的增益場(chǎng)均勻、熱畸變小，同時(shí)使非對(duì)稱的冷卻方式所引起的溫度場(chǎng)的不對(duì)稱達(dá)到最小，從而易于補(bǔ)償。由于上述各種因素的綜合作用，本實(shí)用新型就能夠獲得大能量、高光束質(zhì)量的激光輸出。與此同時(shí)，本實(shí)用新型選擇了棒狀激光介質(zhì)冷卻接觸角α的合理數(shù)值為90°～120°，比現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)值更大，擴(kuò)大了棒狀激光介質(zhì)與熱沉之間的安裝連接面積，從而提高了安裝強(qiáng)度、減小了工藝制作的難度，同時(shí)還增加了棒狀激光介質(zhì)和熱沉之間的冷卻接觸面積，從而改善了冷卻效果。本實(shí)用新型在此為棒狀激光介質(zhì)LD側(cè)泵浦模塊提供了α的合理數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型還提供了LD熱沉的兩種結(jié)構(gòu)，以便根據(jù)不同的具體情況進(jìn)行選用。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的LD線列陣芯片封裝方式示意圖。
圖3是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型所述拱形LD側(cè)泵浦模塊包括有LD線列陣1、棒狀激光介質(zhì)2、激光介質(zhì)冷卻熱沉3及緊固件4。LD線列陣1由LD線列陣芯片1-2與LD熱沉1-1焊接封裝構(gòu)成，固定安裝在外部散熱裝置上。棒狀激光介質(zhì)2與激光介質(zhì)冷卻熱沉3采用膠粘或焊接的方式固裝為一體并通過緊固件4固定安裝在LD線列陣1上。LD線列陣1與激光介質(zhì)冷卻熱沉3之間為良好的面接觸，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡可能保證有足夠的接觸面積，以保證工作時(shí)棒狀激光介質(zhì)2的熱量通過該接觸面充分傳導(dǎo)到LD熱沉1-1上，再隨同LD線列陣芯片1-2的熱量一起通過LD熱沉1-1與外部散熱裝置的接觸面?zhèn)鲗?dǎo)散熱，從而實(shí)現(xiàn)良好的冷卻。所述LD線列陣芯片1-2焊接在LD熱沉1-1的拱形安裝面上，其封裝排布方式如圖2所示，以棒狀激光介質(zhì)2的軸線為基準(zhǔn)軸線，長(zhǎng)度方向沿該軸線直線排列有一行或多行，其行間的間隔d為L(zhǎng)D線列陣芯片1-2長(zhǎng)度a的1.05～1.1倍，而LD熱沉1-1為整體結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度c為行間隔d的整數(shù)倍；在圓周方向上LD線列陣芯片1-2沿拱形安裝面呈弧形排布，各LD線列陣芯片1-2之間的角度間隔γ為10°～90°，這取決于所采用的LD線列陣芯片1-2的尺寸和數(shù)量，LD線列陣芯片1-2在圓周方向上沿拱形安裝面排布所占據(jù)的弧形安裝角度β為200°～270°。LD熱沉1-1拱形安裝面的半徑r1為L(zhǎng)D線列陣芯片1-2的厚度加上棒狀激光介質(zhì)2的半徑，再放大0.2～0.8mm作為棒狀激光介質(zhì)2與LD線列陣芯片1-2之間的間隙。
所述棒狀激光介質(zhì)2采用膠粘或焊接的方式與激光介質(zhì)冷卻熱沉3固定在一起，兩者之間安裝接觸角α的大小決定了兩者之間的安裝接觸面積和散熱傳導(dǎo)面積的大小(見圖1)，本實(shí)用新型將α取值為90°～120°。本實(shí)用新型在制作時(shí)，所述棒狀激光介質(zhì)2的軸線與LD線列陣1的中心軸線相重合，形成同心泵浦、同心冷卻的緊包泵浦結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)用新型所述的拱形LD側(cè)泵浦模塊的結(jié)構(gòu)中，合理地選擇LD線列陣芯片1-2的弧形安裝角β和棒狀激光介質(zhì)2的冷卻接觸角α可以使整體激光器的泵浦效率、輸出功率、冷卻效果和輸出激光光束質(zhì)量達(dá)到最佳的綜合效果。在可能的條件下，弧形安裝角β選擇得大一些有利于增加泵浦光的輸入功率和提高泵浦光場(chǎng)的均勻性，提高激光介質(zhì)對(duì)泵浦光的吸收效率。然而由于LD線列陣1與棒狀激光介質(zhì)2的共軸結(jié)構(gòu)，所以弧形安裝角β與冷卻接觸角α的取值是相互制約的(可參見圖1)，弧形安裝角β的放大勢(shì)必導(dǎo)致冷卻接觸角α的縮小。因此，對(duì)冷卻接觸角α的取值，一方面需要考慮與弧形安裝角β的匹配，不能選得太大，以免激光介質(zhì)受到泵浦光照射的面積減小而導(dǎo)致功率和效率的降低，另一方面也不能選得過小，以免減小安裝接觸面而增加工藝實(shí)施的難度，導(dǎo)致安裝強(qiáng)度和冷卻效果的降低。此外，通過對(duì)熱效應(yīng)的理論分析和已實(shí)施實(shí)例的效果可知，合理地選擇冷卻接觸角α，可使得棒狀激光介質(zhì)2晶體內(nèi)的熱梯度小，有利于在垂直于晶體軸線的橫截面內(nèi)形成一維的熱分布，這意味著平行于或垂直于該方向的線偏振光通過激光介質(zhì)晶體后不存在退偏損耗。根據(jù)已實(shí)施的實(shí)例和理論模擬分析，本實(shí)用新型技術(shù)方案取α＝90°～120°，與其相配的β＝200°～270°。
在圖1所示的實(shí)施例中，LD線列陣芯片1-2采用市售的11毫米準(zhǔn)連續(xù)線列陣芯片，其外形幾何尺寸為寬1mm，長(zhǎng)11mm，厚1.5mm；棒狀激光介質(zhì)2采用市售的Nd:YAG晶體，直徑5mm，長(zhǎng)12mm～75mm。LD熱沉1-1的拱形安裝面半徑r1＝4.5mm，LD線列陣芯片1-2的發(fā)光面距棒狀激光介質(zhì)2的表面0.5mm。LD線列陣芯片1-2的弧形安裝角β＝260°，各LD線列陣芯片1-2之間的角度間隔γ＝13°～26°，共20～10個(gè)；沿軸線長(zhǎng)度方向LD線列陣芯片1-2的行間隔d＝11.5～12mm，LD線列陣1的總長(zhǎng)c為11.5mm～72mm，取為行間隔d的整數(shù)倍，換言之，LD線列陣芯片1-2沿軸線長(zhǎng)度方向可排列1～6行。LD線列陣1所需封裝LD線列陣芯片1-2的總數(shù)量、其在拱形安裝面上的角度間隔γ以及沿軸線長(zhǎng)度方向上排列的行數(shù)應(yīng)根據(jù)所需泵浦的總能量和功率密度來確定。本實(shí)施例中棒狀激光介質(zhì)2的冷卻接觸角α＝90°。上述實(shí)施例中LD熱沉1-1為整體式結(jié)構(gòu)，所有LD線列陣芯片1-2分?jǐn)?shù)行全部封裝排布在一整體的LD熱沉1-1上，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且集成度高，單位面積內(nèi)可封裝的線列陣芯片1-2多，泵浦密度高、體積小。
圖3表示了本實(shí)用新型另一實(shí)施例的示意圖。圖示拱形LD側(cè)泵浦模塊包括有LD線列陣1’、棒狀激光介質(zhì)2’和激光介質(zhì)冷卻熱沉3’，該LD線列陣1’由LD線列陣芯片1’-2和LD熱沉1’-1構(gòu)成。該實(shí)施例基本結(jié)構(gòu)與圖1所示實(shí)施例一樣，同樣采用同心泵浦、同心冷卻的緊包泵浦結(jié)構(gòu)，所不同的在于LD熱沉的結(jié)構(gòu)。圖3所示實(shí)施例中LD熱沉1’-1為分離結(jié)構(gòu)，其由若干單個(gè)LD熱沉串聯(lián)起來，每一單個(gè)LD熱沉的長(zhǎng)度c與LD線列陣芯片1’-2的行間隔d相等，即為L(zhǎng)D線列陣芯片1’-2長(zhǎng)度a的1.05～1.1倍，單個(gè)LD熱沉的數(shù)量由所需泵浦的能量來確定。圖3所示實(shí)施例中，冷卻接觸角α＝110°，弧形安裝角β＝200°。圖3所示拱形LD側(cè)泵浦模塊的激光介質(zhì)冷卻熱沉3’在下方，LD熱沉1’-1在上方；激光介質(zhì)冷卻熱沉3’采用半工字形結(jié)構(gòu)，其二側(cè)邊沿厚度較薄，上述若干單個(gè)LD熱沉首尾相銜緊密地扣壓在該激光介質(zhì)冷卻熱沉3’的二側(cè)邊沿之間，該二邊沿之間的距離與LD熱沉的寬度相等以使LD熱沉能緊緊地壓合在激光介質(zhì)冷卻熱沉3’的二側(cè)邊沿之間。整個(gè)泵浦結(jié)構(gòu)的熱量主要通過LD熱沉1’-1的上表面和激光介質(zhì)冷卻熱沉3’的下表面與外界的熱交換帶走。此種結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要裝卸單個(gè)LD熱沉，因此具有應(yīng)用靈活、維修方便的優(yōu)點(diǎn)，適用于工作頻率較高、LD發(fā)光功率較大的場(chǎng)合。
本實(shí)用新型所述拱形LD側(cè)泵浦模塊在工作時(shí)，線列陣LD芯片1-2發(fā)出的泵浦光不經(jīng)整形直接射入棒狀激光介質(zhì)2，激光介質(zhì)2吸收LD泵浦光后，產(chǎn)生粒子數(shù)翻轉(zhuǎn)，在正反饋的情況下輸出另一波長(zhǎng)的激光。在拱形圓周面上均勻排布的LD線列陣芯片1-2所形成的LD線列陣1與棒狀激光介質(zhì)2共軸并且以環(huán)繞的方式泵浦棒狀激光介質(zhì)2，使得棒狀激光介質(zhì)2內(nèi)的增益場(chǎng)形成中心強(qiáng)區(qū)，具有較大的增益場(chǎng)和諧振腔基模的交疊因子，棒狀激光介質(zhì)2的熱效應(yīng)易于補(bǔ)償，產(chǎn)生的熱畸變足夠小，從而使其對(duì)LD泵浦光的吸收均勻，吸收效率達(dá)到85％～90％以上，因此能夠得到大能量、高光束質(zhì)量的激光輸出。
本實(shí)用新型通過對(duì)棒狀激光介質(zhì)2的冷卻接觸角α和LD線列陣芯片1-2的弧形安裝角β的優(yōu)化選擇，選取了α＝90°～120°，β＝200°～270°的合理數(shù)值，既保證了泵浦照射面積的最大化和結(jié)構(gòu)制作的工藝性，又實(shí)現(xiàn)了棒狀激光介質(zhì)2內(nèi)部在垂直于晶體軸線的橫截面內(nèi)一維的熱分布，避免了退偏損耗，從而提高了激光輸出光束的質(zhì)量和光光效率。根據(jù)已實(shí)施的實(shí)例，采用本實(shí)用新型所述拱形LD側(cè)泵浦模塊的平面諧振腔的電光調(diào)Q激光器，光光效率可達(dá)到20％，斜效率達(dá)45％，光束發(fā)散角小于1.5mrad。
本實(shí)用新型所述的拱形LD側(cè)泵浦模塊大大提高了泵浦效率和功率，能夠獲得大能量、高光束質(zhì)量的激光輸出，同時(shí)結(jié)構(gòu)可靠、熱效應(yīng)小、便于制造，特別適于作為低頻率大能量的固體激光器的泵浦源，可應(yīng)用于機(jī)載、軍用等惡劣工作條件下以熱傳導(dǎo)方式工作的固體激光器。
權(quán)利要求1.一種拱形半導(dǎo)體激光器側(cè)泵浦模塊，包括有半導(dǎo)體激光器線列陣和棒狀激光介質(zhì)，半導(dǎo)體激光器線列陣由半導(dǎo)體激光器線列陣芯片和半導(dǎo)體激光器熱沉構(gòu)成，棒狀激光介質(zhì)采用部分弧面?zhèn)鲗?dǎo)冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于它采用同心泵浦、同心冷卻的緊包泵浦結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體激光器線列陣的中心軸線與棒狀激光介質(zhì)的軸線重合，該棒狀激光介質(zhì)的冷卻接觸角d為90°～120°，該半導(dǎo)體激光器線列陣采用拱型封裝結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體激光器線列陣芯片沿棒狀激光介質(zhì)的軸線方向排列并且均勻地排布在拱形的圓周面上，其弧形安裝角β為200°～270°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拱形半導(dǎo)體激光器側(cè)泵浦模塊，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器線列陣芯片沿棒狀激光介質(zhì)的軸線方向上排列有多行，行間隔d為半導(dǎo)體激光器線列陣芯片長(zhǎng)度a的1.05～1.1倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的拱形半導(dǎo)體激光器側(cè)泵浦模塊，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器熱沉為分離結(jié)構(gòu)，整體半導(dǎo)體激光器熱沉由若干單個(gè)半導(dǎo)體激光器熱沉串聯(lián)起來，每一單個(gè)半導(dǎo)體激光器熱沉長(zhǎng)度c與半導(dǎo)體激光器線列陣芯片的行間隔d相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的拱形半導(dǎo)體激光器側(cè)泵浦模塊，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器熱沉為整體結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度c為半導(dǎo)體激光器線列陣芯片的行間隔d的整數(shù)倍。
專利摘要一種采用同心泵浦、同心冷卻的緊包泵浦結(jié)構(gòu)的拱形半導(dǎo)體激光器側(cè)泵浦模塊，包括有半導(dǎo)體激光器線列陣和棒狀激光介質(zhì)，半導(dǎo)體激光器線列陣由半導(dǎo)體激光器線列陣芯片和半導(dǎo)體激光器熱沉構(gòu)成，棒狀激光介質(zhì)采用部分弧面?zhèn)鲗?dǎo)冷卻結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體激光器線列陣采用拱型封裝結(jié)構(gòu)，其中心軸線與棒狀激光介質(zhì)的軸線重合，該棒狀激光介質(zhì)的冷卻接觸角α為90°～120°，所述半導(dǎo)體激光器線列陣芯片沿棒狀激光介質(zhì)的軸線方向排列并且均勻地排布在拱形的圓周面上，其弧形安裝角β為200°～270°。本實(shí)用新型大大提高了泵浦效率和功率，能夠獲得大能量、高光束質(zhì)量的激光輸出，同時(shí)結(jié)構(gòu)可靠、熱效應(yīng)小、便于制造，適用于惡劣條件下工作的低頻率大能量固體激光器。
文檔編號(hào)H01S5/00GK2762400SQ20042011491
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者侯霞, 陳衛(wèi)標(biāo), 胡企銓, 畢進(jìn)子, 劉敏, 俞敦和, 吳姚芳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所