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固體激光器

大功率二極管泵浦固體激光器的發展(下)

星之球激光 來源:新特光電2011-11-05 我要評論(0 )   

三、光纖耦合的二極管端麵泵浦和側(ce) 麵泵浦固體(ti) 激光器 針對這一弱點,人們(men) 又進一步發展了光纖耦合的端麵泵浦和側(ce) 麵泵浦方式。端麵泵浦激光器由激光二極管、兩(liang) 個(ge) 聚焦係統、...

三、光纖耦合的二極管端麵泵浦和側(ce) 麵泵浦固體(ti) 激光器
    針對這一弱點,人們(men) 又進一步發展了光纖耦合的端麵泵浦和側(ce) 麵泵浦方式。端麵泵浦激光器由激光二極管、兩(liang) 個(ge) 聚焦係統、耦合光纖、工作物質和輸出反射鏡組成。與(yu) 直接端麵泵浦不同,這種結構首先把激光二極管發射的光束質量很差的激光耦合到光纖中,經過一段光纖傳(chuan) 輸後,從(cong) 光纖中出射的光束變成散角較小的、圓對稱的、中間部分光強最大的泵浦光束。用這一輸出的泵浦光去泵浦工作物質,由於(yu) 它和振蕩激光在空間上匹配得很好,因此泵浦效率很高。由於(yu) 激光二極管或二極管陣列與(yu) 光纖間的耦合較與(yu) 工作物質的耦合容易,從(cong) 而降低了對器件調整的要求。而且最重要的是這種耦合方式能使固體(ti) 激光器輸出模式好、效率高的激光束。

 

    側(ce) 麵泵浦板條固體(ti) 激光器要得到更大功率的激光輸出,就必然要采用泵浦功率較大的陣列型激光二極管,由於(yu) 陣列二極管的發光麵較大,不可能利用端麵泵浦,因此,大多采用側(ce) 泵浦方式。這種結構的特點是,在工作板條的一側(ce) 用激光二極管陣列,另一側(ce) 是全反器,使泵浦光盡量集中到工作物質中。板條狀激光器結構的特點是,激光通過工作物質介質全內(nei) 反射傳(chuan) 輸,這樣,激光經過工作物質的長度就大於(yu) 工作物質的外形長度,即提供了更長的有效長度。在有效長度內(nei) ,工作物質皆可直接吸收到由激光二極管發射的泵浦光,從(cong) 而較易獲得大功率輸出,研究開發的重點就在於(yu) 發展大功率的端麵泵浦固體(ti) 激光器,從(cong) 激光二極管發出的光束經光學耦合從(cong) 側(ce) 麵泵浦激光晶體(ti) ,從(cong) 而獲得單級輸出的激光;並可以根據所要得到的輸出功率要求而改變激光工作物質的長度而改變激光二極管泵浦的效率和功率。
 

四、國內(nei) 外大功率二極管泵浦固體(ti) 激光器應用發展水平
    目前,國外二極管泵浦固體(ti) 激光器市場化水平已經達到數百瓦,實驗室水平已經達到千瓦級,安特激光公司10W 級光纖耦合端麵泵浦激光器和100W 側(ce) 麵泵浦固體(ti) 激光器均已形成產(chan) 業(ye) 化規模,現正推出300W 二極管泵浦固體(ti) 激光器,但是與(yu) 國外水平還存在一定差距。在應用上,大功率二極管泵浦固體(ti) 激光器以材料加工為(wei) 主,包括了常規的激光加工:主要是材料加工,如激光標記、激光焊接、激光切割和打孔等,結構緊湊、性能良好、工作可靠的大功率二極管泵浦固體(ti) 激光打標機產(chan) 品係列已經在國內(nei) 得到了規模應用,利用固體(ti) 激光器能量大、峰值功率高的特點,可開發出二極管泵浦固體(ti) 激光器的焊接機、切割機、打孔機等。激光微加工、激光精密加工也都有廣泛推廣的趨勢。在國外,千瓦級的二極管泵浦固體(ti) 激光器已有產(chan) 品,德國、美國汽車焊接就已經用到了千瓦級二極管泵浦固體(ti) 激光焊劑機,在原理和技術方案上二極管泵浦固體(ti) 激光器定標到萬(wan) 瓦都是可行的,目前主要受限於(yu) 成本和市場需求的限製。二倍頻二極管泵浦固體(ti) 激光器在微電子行業(ye) 、三倍頻二極管泵浦固體(ti) 激光器在激光快速成型領域都得到了廣泛應用。除材料加工外,大功率二極管泵浦固體(ti) 激光器還可以用於(yu) 同位素分離(二倍頻、綠光)、激光核聚變、科學研究、醫療、檢測、分析、通訊、投影顯示以及軍(jun) 事國防等領域,具有極其重要的應用價(jia) 值。
五、結論

    我國在低功率二極管泵浦激光器(< 200mw)技術比較成熟,產(chan) 業(ye) 化(光通訊應用較多)也蓬勃發展,但由於(yu) 二極管激光器器件原因,國內(nei) 的大功率二極管泵浦固體(ti) 激光器發展一直具有局限性,應該積極進行二極管泵浦固體(ti) 激光器和二極管激光陣列的研究,如果能實現產(chan) 業(ye) 化的發展,必然帶來巨大的經濟效益和社會(hui) 效益。

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