一种用于高效率吸收泵浦光的异型激光晶体的制作方法

1.本实用新型涉及激光技术领域，尤其是涉及一种高效率吸收泵浦光的激光晶体。


背景技术：

2.目前激光二极管泵浦固体激光器主要有两种泵浦耦合方式，其中一种为与激光光轴平行的泵浦耦合方式，另一种方式为与激光光轴垂直的泵浦耦合方式。其中激光光轴平行的泵浦耦合方式是指泵浦光轴平行于激光出射光轴的泵浦耦合方式；与激光光轴垂直的泵浦耦合方式是指泵浦光轴垂直于激光出射光轴的泵浦耦合方式。这两种泵浦耦合方式均为单向或者双向的泵浦耦合方式，其中在激光光轴平行的泵浦耦合方式中，泵浦光于激光的模式匹配比较好，出光效率和光束质量都比较高，但是受到入射面光功率密度的限制，功率扩展受到限制；与激光光轴垂直的泵浦耦合方式，虽然泵浦功率扩展性比较好，但是由于吸收系数的原因，泵浦光随着入射深度按照指数的规律下降，即使使用双面泵浦的方式，也难以改变激光振荡横截面上，在两边损耗较高的区域泵浦光较强；在中间损耗较低的区域泵浦光较弱的状况。泵浦光于激光的匹配不好，泵浦不均匀，造成了输出激光光束质量差，效率较低等缺点。为了解决固体激光器泵浦不均匀的问题，改善激光的光束质量，激光晶体结构采用不同的形状，比如板条形激光结构中的之字形光路，但是该方法对激光晶体的光学加工要求太高；同时还有将晶体的切角将垂直光轴泵浦转换成平行光轴泵浦，但是由于结构的限制，以对吸收系数较低的固体激光材料泵浦功率密度还是不够；同时还有采用横向边缘的泵浦结构，在半条的宽度方向而不是厚度方向吸收泵浦光，有效提高了吸收长度，但当有吸收系数角度的增益介质时，这种结构无法得到较高的吸收效率。还有一种角泵浦技术，对吸收系数较低的固体激光材料可以达到较高的泵浦功率密度，但该方案需要在四周八个小面上没有一个相邻面的镀膜时相同的，且大部分是双色膜，所以镀膜工艺复杂，成本高昂。


技术实现要素：

3.针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种用于高效率吸收泵浦光的异型激光晶体，使可以耦合进更多的泵浦光，提高泵浦光的功率密度，提高固体激光器的效率，改善光束质量。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种用于高效率吸收泵浦光的异型激光晶体，包括晶体本体，所述晶体本体的中央设置有掺杂部分；所述晶体本体的四角处分别设置有向外延伸的凸起部，所述凸起部的末端设置有入射端面，所述凸起部包括相邻的第一凸起部和第二凸起部，所述晶体本体于第一凸起部和第二凸起部之间设置有入射侧面，所述入射端面和入射侧面均为入射光泵浦面，所述入射光泵浦面上镀有增透膜。
6.优选的是，所述晶体本体为板条型晶体或圆柱形晶体。
7.优选的是，所述凸起部的横截面为方形，所述凸起部的厚度与晶体本体相同。
8.优选的是，所述凸起部的横截面为圆形、方形或梯形。
9.优选的是，所述入射端面为平面、柱面或球面。
10.优选的是，所述增透膜为波长为808nm、885nm、915nm、940nm或976nm的增透膜。
11.优选的是，所述凸起部的轴心线与晶体本体的轴线呈45
°
角。
12.由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
13.本实用新型用于高效率吸收泵浦光的异型激光晶体包括晶体本体，晶体本体的中央设置有掺杂部分，增强中间区域的泵浦光；晶体本体的四角处分别设置有向外延伸的凸起部，凸起部的末端设置有入射端面，凸起部包括相邻的第一凸起部和第二凸起部，晶体本体于第一凸起部和第二凸起部之间设置有入射侧面，入射端面和入射侧面均为入射光泵浦面，入射光泵浦面上镀有增透膜，从激光晶体的四个角耦合进入晶体本体，提高了泵浦光的吸收效率，改善了光束质量。
附图说明
14.下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：
15.附图1为本实用新型一种用于高效率吸收泵浦光的异型激光晶体的示意图；
16.附图2为本实用新型一种用于高效率吸收泵浦光的异型激光晶体的另一实施例的示意图；
17.附图3为本实用新型一种用于高效率吸收泵浦光的异型激光晶体的又一实施例的示意图。
18.其中：1、晶体本体；2、掺杂部分；3、凸起部；31、第一凸起部；32、第二凸起部；4、入射端面；5、入射侧面。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
20.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
21.实施例1：
22.如附图1所示为本实用新型用于高效率吸收泵浦光的异型激光晶体，包括晶体本体1，晶体本体1为可以作为激光增益介质的各种形状和材料的晶体，本实施例中的晶体本体1为板条型晶体，在其他实施例中也可是圆柱形晶体。晶体本体1为nd：yag晶体，即掺钕粒子的钇铝石榴石晶体。晶体本体1的中央具有掺杂部分2，掺杂部分2为掺杂有增益粒子的激光介质，掺杂部分2所使用的掺杂粒子为可以作为激光增益粒子的各种掺杂粒子，本实施中的掺杂粒子为钕粒子，根据具体需求可以使用不同的掺杂粒子浓度。本实施例中掺杂部分2为方形区域，在其他实施例中掺杂部分2也可是体积小于晶体本体1的其它形状。
23.晶体本体1的四角处分别具有向外延伸的凸起部3，凸起部3的末端形成有入射端面4。凸起部3与晶体本体1可以是相同材质，也可以是不同材质。本实施例中凸起部3共有四个，其中包括相邻的第一凸起部313和第二凸起部323，晶体本体1于第一凸起部313和第二凸起部323之间加工有入射侧面5，入射端面4和入射侧面5均为入射光泵浦面，晶体本体1表面的其他面也可作为入射泵浦面。入射光泵浦面上镀有增透膜，本实施例中的增透膜为波长为808nm的增透膜，提高808nm激光的传输功率，在其他实施例中根据不同需求，增透膜的波长也可以选用885nm、915nm、940nm或976nm。
24.凸起部3的形状为晶体本体1可以生长或者键合的各种形状，本实施例中凸起部3的横截面为方形，凸起部3的厚度与晶体本体1相同。在其他实施例中凸起部3的横截面也可以是圆形或梯形。凸起部3的轴心线与晶体本体1的轴线呈45
°
角，入射端面4为平面。
25.实施例2：
26.如附图2所示为本实用新型用于高效率吸收泵浦光的异型激光晶体的另一实施例，本实施例与实施例1的区别在于入射端面4为柱面。
27.实施例3：
28.如附图3所示为本实用新型用于高效率吸收泵浦光的异型激光晶体的又一实施例，本实施例与实施例1的区别在于凸起部3的横截面为圆形，入射端面4为球面。
29.本实用新型用于高效率吸收泵浦光的异型激光晶体泵浦光从激光晶体的四个角耦合进入晶体本体1，而且泵浦光与激光出射光轴既不平行又不垂直，提高了泵浦光的吸收效率，改善光束质量，避免体积大和结构复杂的问题。
30.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。