專利名稱：大功率激光二極管列陣泵浦腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及固體激光器領(lǐng)域，尤其涉及一種大功率激光二極管列陣泵 浦腔。
背景技術(shù)：
目前，大功率激光二極管列陣(Laser Diode Array)側(cè)面泵浦固體激光器 的應(yīng)用非常廣泛，可以用于激光打標(biāo)、激光焊接、激光切割、激光打孔、激光 醫(yī)療和激光顯示等各個(gè)方面。其中的泵浦腔是大功率激光二極管列陣側(cè)面泵浦 固體激光器的關(guān)鍵部件。如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中泵浦固體激光器的泵浦腔結(jié) 構(gòu)示意圖，圖中的泵浦腔包括激光二極管列陣21，激光晶體22，石英管23, 反射膜或反射體24。
其中，激光晶體22位于中心，激光晶體22外面是石英管23,激光二極管 列陣21等角度分布于激光晶體22四周，反射膜或反射體24以激光晶體22為中 心等角度分布，從而形成泵浦腔。上述泵浦腔在工作時(shí)，激光二極管列陣21發(fā) 出泵浦光，穿過(guò)石英管23后照射在激光晶體22上；在正對(duì)泵浦光的方向上，反 射膜或反射體24將未被吸收的泵浦光反射回激光晶體22上，該反射膜或反射體 24可以是全反射，也可以是漫反射。
在實(shí)際應(yīng)用中，在激光晶體四周可以是一個(gè)激光二極管列陣，也可以有 多個(gè)激光二極管列陣，沿激光晶體軸向的可以是一級(jí)，也可以是多級(jí)。以上結(jié) 構(gòu)中的激光二極管列陣的列陣軸和棒狀激光晶體的軸是平行設(shè)置的，如圖2所 示為典型的激光二極管列陣示意圖，圖中11是P型層，12是PN結(jié)，13是N型 層，14是發(fā)光單元，15是前腔面。其中，激光二極管列陣正出光方向定義為Z 軸，Z軸是垂直于激光二極列陣前腔面15的；垂直于Z軸并平行于激光二極列陣
結(jié)平面12的定義為X軸，也就是發(fā)光單元連接在一起的列陣軸；垂直于Z軸并垂 直于激光二極列陣結(jié)平面12的定義為Y軸。
在上述圖1所示的結(jié)構(gòu)示意圖中，激光二極列陣的X軸平行于棒狀激光晶 體的軸，也就是說(shuō)激光二極管列陣的列陣軸和棒狀激光晶體的軸是平行設(shè)置 的。這里，激光二極管列陣X軸方向的發(fā)光尺寸就是激光二極管列陣長(zhǎng)度，Y 方向的發(fā)光尺寸近似于1pm,在實(shí)際應(yīng)用中，可以看成是是線光源。為了避免 由于Y軸發(fā)散角大而損失泵浦效率，在實(shí)際應(yīng)用中一般使激光二極管列陣的發(fā) 光面距離激光晶體盡可能的近，這樣照射在激光晶體表面的是區(qū)域很小的線狀 區(qū)域，而激光晶體的其它部分是靠發(fā)散光和一次吸收后剩余光來(lái)泵浦，就使得 泵浦的均勻性很差。
綜上所述，在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在 如下問(wèn)題現(xiàn)有技術(shù)方案注重泵浦效率，但是泵浦均勻性差，導(dǎo)致最后得到的 固體激光的光束質(zhì)量差，從而影響了激光器的工作質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供了 一種大功率激光二極管列陣 泵浦腔，能夠改善大功率激光二極管列陣泵浦腔的泵浦均勻性，從而提高產(chǎn)生 的激光束質(zhì)量，改善激光器的工作質(zhì)量。
本實(shí)用新型實(shí)施方式是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種大功率激光二極管列陣泵浦腔，包括激光二極管列陣、石英管和棒狀 激光晶體；
所述激光二極管列陣的列陣軸與所述棒狀激光晶體的中心軸垂直設(shè)置，或 設(shè)置有夾角；
所述激光二極管陣列發(fā)出的泵浦光穿過(guò)所述石英管后，照射在所述棒狀激 光晶體上。
所述泵浦腔中還包括反射層，所述反射層設(shè)置在所述石英管的外壁；
所述反射層用于將沒(méi)有被吸收的泵浦光反射回所述棒狀激光晶體上。
所述的反射層為反射膜，設(shè)置在所述石英管的外壁上；
或所述的反射層為反射體，放置在所述石英管的外側(cè)。
所述激光二極管陣列有一個(gè)或多個(gè)；
當(dāng)所述激光二極管陣列有多個(gè)時(shí)，多個(gè)激光二極管陣列以所述棒狀激光晶 體為中心等角度或非等角度分布，且每個(gè)激光二極管陣列的列陣軸與所述棒狀 激光晶體的中心軸均垂直設(shè)置，或設(shè)置有夾角。
所述的激光二極管陣列采用水冷散熱；所述棒狀激光晶體和所述石英管之 間采用水冷散熱。
以上所述反射層是全反射層或漫反射層。
由上述所提供的技術(shù)方案中可以看出，由于本實(shí)用新型中的激光二極管列 陣的列陣軸與棒狀激光晶體的中心軸是垂直設(shè)置，或設(shè)置成一定夾角的。這樣 從棒狀激光晶體的橫截面上看，泵浦光的區(qū)域就增大了，從而使得一次吸收光 的均勻性得到了很大的改善，提高了產(chǎn)生激光束的質(zhì)量，進(jìn)而改善了激光器的 工作質(zhì)量。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中泵浦固體激光器的泵浦腔結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為典型的激光二^l管列陣示意圖； 圖3為本實(shí)用新型激光二^fel管列陣所示泵浦腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施方式提供了一種大功率激光二極管列陣泵浦腔，具體是通 過(guò)將激光二極管列陣的列陣軸與激光晶體的中心軸垂直設(shè)置，或設(shè)置成一定夾 角。這樣從激光晶體的橫截面上看，泵浦光的區(qū)域就增大了，從而改善了一次 吸收光的均勻性，提高了最終產(chǎn)生的激光束質(zhì)量，進(jìn)而改善了激光器的工作質(zhì) 量。
為更好的描述本實(shí)用新型，現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō) 明，如圖3所示為本實(shí)用新型激光二極管列陣所示泵浦腔的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中
包括
激光二極管列陣31，棒狀激光晶體32，石英管33，反射層34;其中激光 晶體32位于中心，棒狀激光晶體32外面是石英管33;激光二極管列陣31和反 射層34以棒狀激光晶體32為中心，分布而形成泵浦腔。
如圖3所示，激光二極管列陣31的列陣軸與棒狀激光晶體32的中心軸是垂 直設(shè)置的，也就是說(shuō)激光二極管列陣31所發(fā)出的泵浦光是垂直于棒狀激光晶體 32而進(jìn)入的，這樣從棒狀激光晶體32的橫截面上來(lái)看，泵浦光的區(qū)域就增大了 ， 從而改善了 一次吸收光的均勻性，提高了最終產(chǎn)生的激光束質(zhì)量。
這里除了按照以上的技術(shù)方案，將激光二極管列陣31的列陣軸與棒狀激光 晶體32的中心軸垂直設(shè)置外，也可以將所述列陣軸與中心軸設(shè)置成一定的角 度，只要它們之間設(shè)置有一定的夾角，就可以使泵浦光的區(qū)域增大，改善一次 吸收光的均勻性。所述的夾角可以是0到90度之間的角度。
上述泵浦腔在工作過(guò)程中激光二極管列陣31首先發(fā)出泵浦光，穿過(guò)石英 管33后照射在棒狀激光晶體32上。同時(shí)，在正對(duì)泵浦光的方向上，石英管33 的外壁上設(shè)置有反射層34，該反射層34可以是反射膜，也可以是反射體，具體 來(lái)說(shuō)，若反射層34是反射膜，則可以設(shè)置在石英管33的外壁上，例如可以將反 射膜鍍?cè)谑⒐?3的外壁上；若反射層34是反射體，例如平面鏡等，則可以將 反射體放置在石英管33的外側(cè)。
以上所設(shè)置的反射層34可以用來(lái)將沒(méi)有被吸收的泵浦光反射回激光晶體 32上，以提高泵浦的吸收率。這里所述的反射層34可以被設(shè)置成全反射層，也 可以被設(shè)置成漫反射層。
另外，上述激光二極管列陣31可以為3組，也可以為1組或多組，當(dāng)激光二
極管陣列有多組時(shí)，多組激光二極管陣列還是以棒狀激光晶體32為中心做等角
度或非等角度分布，而且每個(gè)激光二極管陣列的列陣軸與所述棒狀激光晶體32 的中心軸都會(huì)垂直設(shè)置，或者是設(shè)置成一定的夾角。
另外，在實(shí)際的工作中，激光二極管列陣31—般是采用水冷散熱，棒狀激 光晶體32與石英管33之間也是采用水冷散熱；但散熱方式并不限于此，其他的 散熱方式也是可以滿足要求的。
綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施方式增大了泵浦光的區(qū)域，從而改善了一次吸 收光的均勻性，提高了產(chǎn)生激光束的質(zhì)量，進(jìn)而改善了激光器的工作質(zhì)量。
以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型實(shí)施例揭露的 技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種大功率激光二極管列陣泵浦腔，其特征在于，包括激光二極管列陣、石英管和棒狀激光晶體；所述激光二極管列陣的列陣軸與所述棒狀激光晶體的中心軸垂直設(shè)置，或設(shè)置一夾角；所述激光二極管陣列發(fā)出的泵浦光穿過(guò)所述石英管后，照射在所述棒狀激光晶體上。
2、 如權(quán)利要求1所述的大功率激光二極管列陣泵浦腔，其特征在于， 所述泵浦腔中還包括反射層，所述反射層設(shè)置在所述石英管的外壁； 所述反射層用于將沒(méi)有^C吸收的泵浦光反射回所述激光晶體上。
3、 如權(quán)利要求2所述的大功率激光二極管列陣泵浦腔，其特征在于，所述 的反射層為反射膜，設(shè)置在所述石英管的外壁上；或所述的反射層為反射體，放置在所述石英管的外側(cè)。
4、 如權(quán)利要求1所述的大功率激光二極管列陣泵浦腔，其特征在于， 所述激光二極管陣列有 一個(gè)或多個(gè)；當(dāng)所述激光二極管陣列有多個(gè)時(shí)，多個(gè)激光二極管陣列以所述4奉狀激光晶 體為中心等角度或非等角度分布，且每個(gè)激光二極管陣列的列陣軸與所述棒狀 激光晶體的中心軸均垂直設(shè)置，或設(shè)置有夾角。
5、 如權(quán)利要求1 4其中之一所述的大功率激光二極管列陣泵浦腔，其特 征在于，所述的激光二極管陣列采用水冷散熱；所述棒狀激光晶體和所述石英 管之間采用水冷散熱。
6、 如權(quán)利要求2或3所述的大功率激光二極管列陣泵浦腔，其特征在于， 所述反射層是全反射層或漫反射層。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種大功率激光二極管列陣泵浦腔，所述的泵浦腔包括激光二極管列陣、石英管和棒狀激光晶體；其中的激光二極管列陣的列陣軸與棒狀激光晶體的中心軸是垂直設(shè)置，或設(shè)置成一定夾角的。這樣從棒狀激光晶體的橫截面上看，泵浦光的區(qū)域就增大了，從而使得一次吸收光的均勻性得到了很大的改善，提高了產(chǎn)生激光束的質(zhì)量，進(jìn)而改善了激光器的工作質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01S3/04GK201207546SQ20082008036
公開(kāi)日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月4日
發(fā)明者方高瞻 申請(qǐng)人:北京吉泰基業(yè)科技有限公司