本實(shí)用新型屬于激光器領(lǐng)域,具體涉及一種半導(dǎo)體泵浦固體激光器中使用的掠入射板條放大器。
背景技術(shù):
隨著半導(dǎo)體泵浦固體激光技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是半導(dǎo)體泵浦的板條激光器的發(fā)展,使得固體激光器的輸出功率得到了進(jìn)一步的提高,光束質(zhì)量也得到了很大的改善。由于LD抽運(yùn)板條固體激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、光束質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì),在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用前景非常廣闊,是目前激光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但是隨著泵浦功率的提高,激光介質(zhì)的熱效應(yīng)成為制約高功率輸出、高光束質(zhì)量的重要因素。掠入射板條激光器作為典型的板條激光器之一,具有增益高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于小型化等優(yōu)勢(shì)。如圖1所示傳統(tǒng)的板條放大器結(jié)構(gòu)中,由于Nd:YVO4晶體具有非常高的增益系數(shù),因此增益介質(zhì)采用板條Nd:YVO4晶體;泵浦方式采用LD在YOZ側(cè)面泵浦,Nd:YVO4晶體具有極高的吸收系數(shù),增益集中在介質(zhì)側(cè)面薄薄的一層上,因此種子光通過(guò)掠入射的方式能夠獲得極高的增益;冷卻方式采用晶體XOY大面冷卻。對(duì)于這種傳統(tǒng)的掠入射板條放大器,種子光在晶體表面發(fā)生一次全發(fā)射,即增加了種子光在晶體增益區(qū)域的光程,又對(duì)X方向增益不均勻引起的畸變進(jìn)行了補(bǔ)償,提高了光束質(zhì)量。采用這種XOY大面冷卻方式,晶體兩個(gè)XOZ側(cè)面為絕熱面,所以Y方向不存在溫度梯度;而在Z方向存在較大的溫度梯度,會(huì)產(chǎn)生溫度梯度引起的熱透鏡效應(yīng)和波前畸變。因此,這種冷卻方式限制了高光束質(zhì)量的放大輸出。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
本實(shí)用新型的目的是提出一種掠入射板條放大器,以解決如何降低現(xiàn)有板條放大器的因溫度梯度導(dǎo)致的熱透鏡效應(yīng)和波前畸變問(wèn)題。(二)技術(shù)方案
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型提出一種掠入射板條放大器,該放大器的板條為由Nd:YVO4晶體和非摻雜YVO4晶體鍵合而成的復(fù)合板條;其中,Nd:YVO4晶體具有與鍵合面相對(duì)的泵浦面;非摻雜YVO4晶體具有與鍵合面相對(duì)的冷卻面;冷卻面的熱流方向與泵浦面的泵浦光方向相同。
進(jìn)一步地,非摻雜YVO4晶體的冷卻面面積大于鍵合面的面積。(三)有益效果
本實(shí)用新型的板條為由Nd:YVO4晶體和非摻雜YVO4晶體鍵合而成的復(fù)合板條,通過(guò)與泵浦方向相同的面進(jìn)行冷卻,能夠?qū)崿F(xiàn)較好的熱管理,減少由溫度梯度引起的激光波前畸變和熱透鏡等效應(yīng),從而提高輸出激光的光束質(zhì)量。
附圖說(shuō)明
圖1為傳統(tǒng)掠入射板條放大器結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的掠入射板條放大器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面結(jié)合附圖和實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本實(shí)用新型的實(shí)施例提出一種掠入射板條放大器,其結(jié)構(gòu)如圖2所示。為了增大散熱面積,將Nd:YVO4晶體和非摻雜YVO4晶體2鍵合在一起。采用增益Nd:YVO4晶體1的XOY面泵浦,非摻雜YVO4晶體2的XOY大面冷卻。XOZ面和YOZ面為絕熱面。因此在Y方向和X方向不存在溫度梯度。由于非摻雜YVO4晶體2XOY大面為冷卻面,因此在Z方向上存在較高的溫度梯度。但由于種子光在Nd:YVO4晶體1泵浦面上發(fā)生了一次全反射,對(duì)Z方向上的增益不均勻引起的畸變和溫度梯度引起的熱透鏡效應(yīng)和波前畸變都進(jìn)行了補(bǔ)償。因此這種熱流方向和泵浦方向一致的冷卻方式即繼承了傳統(tǒng)掠入射板條放大器增益高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),也彌補(bǔ)了熱流方向引起的溫度梯度對(duì)種子光的影響,提升了光束質(zhì)量。
以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和變形,這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。