一种LD泵浦的微透镜耦合激光器

一种ld泵浦的微透镜耦合激光器
技术领域
1.本发明涉及激光器领域，特别是指一种ld泵浦的微透镜耦合激光器。


背景技术：

2.激光二极管(ld)泵浦激光增益介质的激光器，具有泵浦吸收带宽、吸收系数大、受激发射截面大等优点，近年来引起人们极大关注。特别是通过ld泵浦键合晶体的激光器这种实现方式更为普遍。但是，这种激光器的泵浦源和键合晶体之间一般通过光纤耦合，光纤易破损、体积比较大，不利于使用和维护，更不便于小型化和系统集成。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提出了一种ld泵浦的微透镜耦合激光器。
4.一种ld泵浦的微透镜耦合激光器，包括ld泵浦源，键合晶体，位于所述键合晶体和泵浦源之间的微透镜系统，其中，
5.所述ld泵浦源用于发出预定波长的泵浦光；
6.所述微透镜系统位于靠近ld泵浦源一侧，用于根据选定的键合晶体，对所述预定波长的泵浦光进行光束整形，将光束整形至预定形状。
7.所述键合晶体为nd：yag/cr：yag复合的键合晶体，用于受激发射出激光。
8.优选的，所述微透镜系统为沿光路方向设置的fac，或者fac、sac，或者fac、bts，或者fac、sac、bts。
9.优选的，经过所述fac后，光束发散角小于10mrad。
10.优选的，所述fac的焦距为0.9mm。
11.优选的，经过所述sac后，光束发散角小于65mrad。
12.优选的，经过所述光束整形后的光斑尺寸为0.8mm。
13.优选的，所述ld泵浦源的发出波长为808nm的泵浦光。
14.优选的，所述键合晶体的尺寸为3mmx3mmxl，其中，所述l的范围为1mm≤l≤10mm。
15.采用本实用新型所述的激光器，ld泵浦源和晶体之间通过微透镜系统进行耦合，体积小，便于使用和调整，以及系统集成和小型化，且微透镜系统状态稳定，不易损耗，光束传输效果更好。同时，采用fac、sac以及bts等结合组成的微透镜系统，可以根据所使用的键合晶体，调整整形光束，激光器可以输出更好的目标激光。进一步的，本实用新型中使用键合晶体，可以降低热效应，使谐振腔的结构更加紧凑。
附图说明
16.图1为本实用新型激光器结构示意图；
17.图2为键合晶体结构示意图；
18.图3(a)、图3(b)、图3(c)及图3(d)为微透镜系统的结构示意图。
具体实施方式
19.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
20.在附图中示出了根据本实用新型实施例激光器的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
21.本实用新型提供了一种ld泵浦的微透镜耦合激光器，如图1所示的，包括ld泵浦源11，键合晶体12，以及位于ld泵浦源和键合晶体之间的微透镜系统13。在本实施例中，所述ld泵浦源11根据预选的键合晶体，设定预设波长，优选的，本实施例中，所述预设波长为808nm，用于泵浦nd：yag+cr:yag复合的键合晶体，可以与所述键合晶体的吸收峰相匹配，从而输出目标波长的激光；采用这种键合晶体能够有效的减小其所在谐振腔长度，提高谐振腔效率。
22.进一步的，如图2所示的，所述键合晶体12的两侧面分别键合未掺杂晶体，以便提高晶体的导热性能，这里，所述两侧面分别为靠近ld泵浦源11的前侧面以及远离ld泵浦源11的后侧面，与所述前侧面键合的未掺杂晶体为第一未掺杂晶体，与所述后侧面键合的未掺杂晶体为第二未掺杂晶体。在本实施例中，所述未掺杂晶体为yag晶体，将同种基质材料的增益介质和未掺杂晶体键合在一起，可以进一步减小键合晶体前侧面和后侧面的应力，有效的改善激光器的热效应，同时，可以使谐振腔更加紧凑。
23.键合晶体12以及所述键合晶体12的第一端面和第二端面构成谐振腔，作为谐振腔的镜面，所述第一端面镀有对1064nm波长的光高反、对808nm-880nm波长范围的光高透的膜，所述第二端面镀有对1064nm波长的光具有40％透过率的膜，其中，所述第一端面为所述第一未掺杂晶体的靠近ld泵浦源11的面，所述第二端面为所述第二未掺杂晶体的远离ld泵浦源11的面。
24.进一步的，为使微透镜系统13更好的实现光束整形，从而产生更优质的目标波长的光，本实施例中的键合晶体12的尺寸为3mmx3mmxl，所述l为键合晶体12的长度，优选的，1mm≤l≤10mm。
25.所述微透镜系统13位于靠近ld泵浦源11一侧，优选的，贴合ld泵浦源11的端面，用于将所述ld泵浦源11发出的光束整形至预定形状，使经过微透镜系统的光强分布均匀，优选的，光斑的大小为0.8mm时，整形的效果较好。
26.具体的，所述微透镜系统13为沿光路方向设置的快轴准直镜(fac)，如图3(a)所示，或者为图3(b)所示的fac、慢轴准直镜(sac)，或者为图3(c)所示的fac、光束转换器(bts)，或者为图3(d)所示的fac、sac以及bts。
27.其中，泵浦光经过所述fac后，光束发散角小于10mrad，经过sac后，光束发散角小于65mrad，所述bts根据fac和sac的规格确定，优选的，所述fac的焦距为0.09mm时，整形效果更好。
28.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
29.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。


技术特征：
1.一种ld泵浦的微透镜耦合激光器，其特征在于，所述激光器包括ld泵浦源，键合晶体，以及位于所述键合晶体和泵浦源之间的微透镜系统，其中，所述ld泵浦源用于发出预定波长的泵浦光；所述微透镜系统位于靠近ld泵浦源一侧，用于根据选定的键合晶体，对所述预定波长的泵浦光进行光束整形，将光束整形至预定形状，所述微透镜系统为沿光路方向设置的fac，或者fac、sac，或者fac、bts，或者fac、sac、bts，所述键合晶体为nd：yag+cr：yag复合的键合晶体，用于受激发射出目标激光，所述键合晶体的第一端面镀有对1064nm波长的光高反、对808nm-880nm波长范围的光高透的膜，第二端面镀有对1064nm波长的光具有40％透过率的膜。2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，经过所述fac后，光束发散角小于10mrad。3.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述fac的焦距为0.9mm。4.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，经过所述sac后，光束发散角小于65mrad。5.根据权利要求1至2任一所述的激光器，其特征在于，经过所述光束整形后的光斑尺寸为0.8mm。6.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述ld泵浦源的发出波长为808nm的泵浦光。7.根据权利要求1或6所述的激光器，其特征在于，所述键合晶体的尺寸为3mmx3mmxl，其中，所述l的范围为1mm≤l≤10mm。

技术总结
本实用新型提供一种LD泵浦的微透镜耦合激光器，包括LD泵浦源，键合晶体，位于所述键合晶体和泵浦源之间的微透镜系统，其中，所述LD泵浦源用于发出预定波长的泵浦光；所述微透镜系统位于靠近LD泵浦源一侧，用于根据选定的键合晶体，对所述预定波长的泵浦光进行光束整形，将光束整形至预定形状，所述键合晶体为Nd：YAG/Cr：YAG复合的键合晶体，用于受激发射出激光。采用本实用新型中的激光器，体积小，不易损耗、光束传输效果更好。光束传输效果更好。光束传输效果更好。


技术研发人员：王志敏 许昌 薄勇 彭钦军
受保护的技术使用者：中国科学院理化技术研究所
技术研发日：2021.08.11
技术公布日：2022/4/21