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半导体泵浦激光器
阅读:6718时间:2011-06-19 22:45:16

  半导体泵浦激光器是利用半导体激光器来对激光晶体进行泵浦的激光器,它把激光二极管,半导体激光器和非线性晶体材料紧凑的结合在一起,是一种高效率、长寿命、光束质量高、稳定性好、结构紧凑小型化的第二代新型固体激光器。

分类

  半导体泵浦固体激光器的种类很多,可以是连续的、脉冲的、调Q的,以及加倍频混频等非线性转换的。工作物质的形状有圆柱和板条状的。而泵浦的耦合方式可分为端面泵浦和侧面泵浦,其中端面泵浦又可分为直接端面泵浦和光纤耦合端面泵浦两种结构。

  1、侧面泵浦激光器  侧面泵浦(Side Pump)固态激光器激光头是由三个二极管泵浦模块围成一圈组成泵浦源,每个泵浦模块又由3个带微透镜的二极管线阵组成。每个线阵的输出功率平均为20W输出波长为808nm。该装置采用玻璃管巧妙地设计了泵浦腔和制冷通道。玻璃管的表面大部分镀有808nm的高反膜,剩余的部分呈120°镀有三条808nm增透膜,这样便形成了一个泵浦腔。

  半导体泵浦源发出的光经过三对光束整形透镜会聚到这三条镀增透膜的狭长区域内,然后透过玻璃管的管壁,被晶体吸收。由于玻璃管大部分区域镀有高反膜,使得泵浦光进入泵浦腔以后,便在其中来回的反射,直至被晶体充分地吸收,而且在晶体的横截面上形成了均匀的增益分布。

  2、端面泵浦激光器   端面泵浦方式的优点就是容易获得好的光束质量,可以实现高亮度的固体激光器。端面泵浦的效率较高。这是因为,在泵浦激光模式不太差的情况下,泵浦光都能由会聚光学系统耦合到工作物质中,耦合损失较少;另一方面,泵浦光也有一定的模式,而产生的振荡光的模式与泵浦光模式有密切关系,匹配的效果好,因此,工作物质对泵浦光的利用率也相对高一些。

  正是由于端面泵浦方式效率高、模式匹配好、波长匹配的优点近年来在国际上发展极为迅速,已成为激光学科的重点发展方向之一。它在激光打标、激光微加工、激光印刷、激光显示技术、激光医学和科研等领域都有广泛的用途,具有很大的市场潜力。

优点

  1、结构小型、紧凑,整体性强、密封性能好、一般有防震和防冲击等特性,所以工作稳定、操作简单、维护方便且 费用较低。适当配合技术,还可以耐高温、耐寒、防水。在很多场合(如航空、航天、宇航、舰船、工业现场等)有重要的应用。

  2、整体转换率高、所以发热最小、热效应响应小。这将使激光输出光束质量得到改善,输出稳定性进一步提高。

  3、由于激光二极管的寿命长,加上转换率高等原因,使整个系统寿命长(至少可使用15000~20000h),这在很多实际应用将是重要的优点。

  4、利用光纤耦合更换泵浦激光器既可以现场更换,又能快速复位,无需再校准,方便用户操作。

应用

  半导体泵浦激光器目前在空间通讯,光纤通信,大气研究,环境科学,医疗器械,光学图象处理,激光打印机等高科技领域有着独具特色的应用前景.

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