LD阵列半环形对称抽运的固体激光器.pdf

第31卷第1期激光技术Vo.l31,No.1
2007年2月LASERTECHNOLOGYFebruary,2007

文章编号:1001-3806(2007)01-0001-03
LD阵列半环形对称抽运的固体激光器

11*231111
郭云霄,巩马理,薛海中,翟刚,李晨,闫平,柳强,陈刚
(1.清华大学精密仪器系光子与电子技术研究中心,北京100084;2.西安电子科技大学技术物理学院,西安710071;3.
西南技术物理研究所,成都610041)

摘要:为解决激光晶体传导冷却与输出光束能量分布对称性之间的矛盾,针对半导体激光器(LD)抽运高功率固体
激光器,提出了半环形侧面对称抽运的方式。对多LD阵列同时抽运激光晶体的吸收与增益情况进行了计算,并在实验
中予以验证,采用半环形对称抽运的方式,在20Hz的工作频率下,以总抽运单脉冲276mJ的能量获得最大63.6mJ的圆
形对称脉冲激光输出,斜效率34%。实验结果表明,采用对称抽运结构能够有效地改善输出光束的空间分布,获得较为
对称的激光输出。
关键词:激光器;侧面抽运;激光晶体;对称;半导体激光器
中图分类号:TN248.1文献标识码:A
Sem-icircumferentialLDarrayssymmetrically-pumpedsolid-statelasers

GUOYun-xiao1,GONGMa-li1,XUEHai-zhong2,ZHAIGang3,LIChen1,YANPing1,LIUQiang1,CHENGang1
(1.CenterforPhotonicsandElectronics,DepartmentofPrecisionInstruments,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2.
SchoolofTechnicalPhysics,XidianUniversity,Xi.an710071,China;3.SouthwestInstituteofTechnicalPhysics,Chengdu
610041,China)

Abstract:Toreducetheasymmetryoftheoutputlaserbeamcausedbythegeometryoftheconduct-cooledlasercrystalin
sidepumpedsolid-statelasers,twopumpmodulesweresymmetricallyplacedandasem-icircumferentiallymountedLDarrayswere
takenineachpumpmodule.Numericalcalculationandexperimentweremade,amaximumoutputpowerof63.6mJwasgotten
with276mJpumppoweratafrequencyof20Hz,theslopeefficiencywas34%.Bothnumericalandexperimentalresultsprovethe
symmetricalgeometrycaneffectivelyimprovethebeamqualityandapproximatesymmetricallaserdistributioncanbeobtained.
Keywords:lasers;sidepump;lasercrysta;lsymmetrica;lLD

在20Hz的工作频率下,以总抽运单脉冲276mJ的能
引言
量获得最大63.6mJ的圆形对称脉冲激光输出,斜效
半导体抽运固体激光器(diodepumpedsolid-state率34%,同时证明采用对称抽运结构能够有效地改善
laser,DPSSL)使用半导体激光器(laserdiode,LD)作为输出光束的空间分布,获得较为对称的激光输出。
抽运源抽运固体激光介质,以其效率高、寿命长、光束
1抽运结构
质量好、可靠性强等一系列优势,被普遍应用于机械加
工、医疗、航空等各个领域,自上世纪90年代开始得到目前,DPSSL中通常采用的抽运方式有端面抽运
了迅速的发展[1,2]。和侧面抽运两种[1,3],在端面抽运模式中,抽运光与激
在DPSSL系统中,为稳定工作温度,需对LD及激光谐振腔的模式可以获得良好的匹配,激光介质对抽
光晶体进行温度控制,通常采用的冷却方式有水冷和运光的吸收充分,能够较容易地获得阈值低、斜效率高
传导冷却两种。对于高功率DPSSL普遍采用的侧面的激光输出,且装置简单。而在高功率固体激光器中,
抽运方式,水冷模式会降低系统的移动性,而传导冷却需要采用大功率的半导体激光阵列作为抽运源,由于
则因抽运系统几何上的不对