專(zhuān)利名稱(chēng)：準(zhǔn)直入射泵浦激光發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及一種泵浦激光發(fā)生器。
背景技術(shù)：
外部能量通常會(huì)以光或電流的形式輸入到產(chǎn)生激光的媒質(zhì)之中，把處于基態(tài)的電 子，激勵(lì)到較高的能級(jí)高能態(tài)激光二極管泵浦固體激光發(fā)生器。 現(xiàn)有的泵浦固體激光發(fā)生器的泵浦原理通常參見(jiàn)圖1、2所示，現(xiàn)有技術(shù)通常采用 激光半導(dǎo)體陣列101作為泵浦源，半導(dǎo)體線陣發(fā)射的泵浦光103的快軸發(fā)散角接近70度， 泵浦光慢軸與激光晶體104(105)軸向平行，透過(guò)導(dǎo)流管102和冷卻水后入射進(jìn)入激光晶體 104，對(duì)激光晶體進(jìn)行激勵(lì)?，F(xiàn)有的泵浦固體激光發(fā)生器的泵浦方式存在以下的缺點(diǎn)。 1、由于半導(dǎo)體陣列101發(fā)射的泵浦光的快軸發(fā)散角較大，對(duì)于小直徑的激光晶體 104會(huì)有部分泵浦光不能進(jìn)入到激光晶體104的內(nèi)部，光在腔體內(nèi)反射后損失掉，導(dǎo)致激光 發(fā)生器的光光轉(zhuǎn)換效率降低。 2、當(dāng)激光晶體105尺寸較大時(shí)(參見(jiàn)圖2)，泵浦光103又不能完全覆蓋整個(gè)激光 晶體截面，且泵浦光分布的區(qū)域大，導(dǎo)致激光系統(tǒng)產(chǎn)生多模激光輸出。 現(xiàn)有技術(shù)可以通過(guò)加裝快軸準(zhǔn)直透鏡的方式來(lái)改變半導(dǎo)體線陣101發(fā)射泵浦光 103的快軸發(fā)散角與激光晶體直徑匹配來(lái)解決上述缺陷， 但是，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)激光發(fā)生器生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，采用上述的解決方式會(huì)增加光功率 損耗和材料成本，復(fù)雜的工藝也導(dǎo)致了激光發(fā)生器的穩(wěn)定性境地和產(chǎn)品的一致性降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型第一 目的在于提供一種泵浦激光發(fā)生器，能夠通過(guò)新穎的結(jié)構(gòu)而提 高產(chǎn)品的一致性，提高激光的泵浦效率。 本實(shí)用新型提供的一種泵浦激光發(fā)生器，包括激光晶體， 在所述激光晶體的外周套有導(dǎo)流管，在所述導(dǎo)流管外側(cè)設(shè)置有半導(dǎo)體激光單元， 所述半導(dǎo)體激光單元發(fā)出的激光的慢軸方向與所述激光晶體的軸向具有設(shè)定的 夾角。 可選地，所述光束的慢軸方向與所述激光晶體的軸的夾角為4 10° 。 可選地，在所述導(dǎo)流管與所述半導(dǎo)體激光單元之間還套有反射體； 所述反射體在所述半導(dǎo)體激光單元下方的光束入射位置設(shè)置有通光孔， 其中，所述通光孔與反射體軸線所成的夾角同所述激光的慢軸與所述激光晶體的
軸向的夾角。 可選地，所述半導(dǎo)體激光單元安裝在固定件上，所述固定件通過(guò)左端頭塊、右端頭 塊固定在所述導(dǎo)流管的外側(cè)。 所述左端頭塊、右端頭上的內(nèi)側(cè)端面上設(shè)有斜面，所述斜面與所述激光晶體的軸 向具有一定的夾角，
3[0018] 所述半導(dǎo)體激光單元通過(guò)固定件安裝在所述左端頭塊、右端頭塊的斜面上，所述 半導(dǎo)體激光單元的發(fā)射端面與所述斜面垂直。 可選地，半導(dǎo)體激光單元通過(guò)固定件安裝在所述左端頭塊、右端頭塊的斜面上，具 體是 分別在所述左端頭塊、右端頭的斜面之間安裝有對(duì)稱(chēng)排布有多個(gè)單元固定件，在 所述各單元固定件中安裝有半導(dǎo)體激光單元。 可選地，在所述單元固定件的內(nèi)部、在所述半導(dǎo)體單元的底部位置設(shè)置有通水管 道， 所述通水管道的進(jìn)水口 、出水口設(shè)置在所述單元固定件的兩端部。 可選地，所述反射體由漫反射材料制成。 可選地，所述反射體金屬材料制成； 在所述反射體的內(nèi)壁拋光鍍有高反材料。 可選地，所述反射體由聚四氟乙稀制成。 可選地，所述激光半導(dǎo)體單元為Sirilas。 由上可見(jiàn)，應(yīng)用本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，半導(dǎo)體激光單元的安裝位置滿(mǎn)足 以下的條件其發(fā)出的激光的慢軸方向與激光晶體的軸向具有設(shè)定的夾角，在實(shí)際使用 中可以通過(guò)調(diào)整夾角的大小來(lái)使泵浦光束與激光諧振腔的基模模體積匹配，獲得較高的 TEMoo模輸出、和低階橫模的輸出。本技術(shù)方案相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)方法，其所需要花費(fèi)的材料 成本大大降低。

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定，在附圖中 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的泵浦激光發(fā)生器中，在激光晶體管的橫截面的光速入射原理 示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的泵浦激光發(fā)生器的激光泵浦原理示意圖； 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的一種泵浦激光發(fā)生器在激光晶體橫截面上的結(jié) 構(gòu)示意圖； 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1中圖3示意的泵浦激光發(fā)生器中激光晶體與半導(dǎo)體激 光單元發(fā)出的激光的位置示意圖； 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的一種泵浦激光發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例1中圖5所示泵浦激光發(fā)生器中的反射體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為實(shí)用新型實(shí)施例1中圖5所示泵浦激光發(fā)生器中左端頭塊、右端頭塊的結(jié) 構(gòu)示意圖； 圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例1中圖5所示的泵浦激光發(fā)生器的半導(dǎo)體激光單元安裝 在端面塊內(nèi)端斜面的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例1中圖8所示圖中的半導(dǎo)體激光單元與單元固定單元的 安裝示意圖； 圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例1中圖8所示圖中的單元固定單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型，在此本實(shí)用新型的示意
性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
實(shí)施例1 : 參見(jiàn)圖3、4所示，本實(shí)施例提供的一種泵浦激光發(fā)生器主要包括激光晶體301、導(dǎo) 流管302、半導(dǎo)體激光單元303。 其中，激光晶體301安裝在發(fā)生器的軸心，導(dǎo)流管302套接在激光晶體301的外 周，半導(dǎo)體激光單元303設(shè)置在導(dǎo)流管302外側(cè)，在進(jìn)行半導(dǎo)體激光單元303安裝時(shí)，使得 半導(dǎo)體激光單元303的安裝位置滿(mǎn)足以下的條件其發(fā)出的激光的慢軸306方向與激光晶 體301的軸向具有設(shè)定的夾角(比如，在圖4中將其設(shè)定為4-10° )，在實(shí)際使用中可以通 過(guò)調(diào)整夾角的大小來(lái)使泵浦光束304與激光諧振腔的基模模體積匹配，獲得較高的TEMoo 模輸出。 激光晶體301發(fā)出的泵浦光束304依次經(jīng)過(guò)導(dǎo)流管302和冷卻液后進(jìn)入激光晶體 301，從晶體軸向方向觀察，在晶體橫截面上泵浦光束304基本上為類(lèi)似平行光入射，使泵 浦光束304慢軸306方向與激光晶體301軸向保持傾斜夾角，泵浦光束304傾斜入射進(jìn)入 激光晶體301，來(lái)保證激光晶體301橫截面上的泵浦光束304分布接近高斯分布，從而獲得 高功率的TEMOO模和低階橫模的輸出，本方法相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)方法，其所需要花費(fèi)的材料 成本大大降低。 另外，為了進(jìn)一步降低光損耗，還可以在導(dǎo)流管302與半導(dǎo)體激光單元303之間套 裝反射體305。在反射體305上，在所述半導(dǎo)體激光單元303下方的光束入射位置設(shè)置有 通光孔3051 (參見(jiàn)圖3、6所示)，通光孔3051與反射體305軸線所成的夾角與激光的慢軸 306與激光晶體301的軸向的夾角相同。泵浦光束304從該通光孔3051進(jìn)入，經(jīng)過(guò)導(dǎo)流管 302和冷卻液后進(jìn)入激光晶體301，對(duì)激光晶體301進(jìn)行激勵(lì)。 由于增設(shè)了反射體305進(jìn)入激光晶體301未被吸收的光束經(jīng)反射體305反射后能 夠被反射體305反射而重新進(jìn)入晶體內(nèi)部，因此，泵浦光束304可以被激光晶體301充分的 吸收，從而提高激光發(fā)生器的效率。 比如，反射體305可以由銅、不銹鋼金屬材料、或聚四氟乙稀等漫反射材料做成。 在本實(shí)施例中，如果材料是銅，不銹鋼等金屬材料制成，則最好還在反射體305的內(nèi)壁拋光 鍍上金、或銀等高反材料。以進(jìn)一步提高其反射性，進(jìn)一步提高激光發(fā)生器的效率。 圖5為本實(shí)施例提出的一種泵浦激光發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖中 激光晶體16安裝在發(fā)生器裝置的軸心位置，兩端通過(guò)壓帽1，9和0型圈15， 10壓 緊和密封；在激光晶體16外圍依次套著導(dǎo)流管12和反射體13 ;左端蓋2與左端頭塊4通 過(guò)螺釘固定并通過(guò)0型圈3密封，同樣右端蓋7與右端頭塊6通過(guò)螺釘固定并通過(guò)0型圈8 密封；左端蓋2和右端蓋7分別從左右兩邊通過(guò)0型圈14和0型圈11將反射體13壓緊， 這樣由0型圈的徑向?qū)?dǎo)流管進(jìn)行密封；3個(gè)或4個(gè)半導(dǎo)體激光單元組件5以激光晶體16 為軸心，對(duì)稱(chēng)安裝在其周?chē)雽?dǎo)體激光單元組件5的左右兩端分別通過(guò)螺釘固定，O型圈 密封并安裝到左端頭塊4和右端頭塊6的斜面上。從而保證了半導(dǎo)體激光單元組件5內(nèi)的 半導(dǎo)體激光單元的慢軸方向與激光晶體軸線形成夾角；進(jìn)水嘴17和出水嘴18分別安裝在左端頭塊4和右端頭塊6上。泵浦激光發(fā)生器的水流冷卻路徑為冷卻水從進(jìn)水嘴17進(jìn)入 左端頭塊4，冷卻水在內(nèi)部分成幾路分別進(jìn)入半導(dǎo)體激光單元組件5和進(jìn)入導(dǎo)流管12，從半 導(dǎo)體激光單元組件5和導(dǎo)流管12出來(lái)后，在右端頭6內(nèi)聚集，并從出水嘴18流出。 其中，左端頭塊、4右端頭塊6的結(jié)構(gòu)圖可以參見(jiàn)圖7所示，端頭塊20與激光單元 固定體14的安裝面加工成斜面21，可根據(jù)排列激光單元固定件的數(shù)量在端頭塊上加工多 個(gè)斜面。 參見(jiàn)圖8、9、10所示，本泵浦激光發(fā)生器中的關(guān)鍵部件的安裝如下 將半導(dǎo)體激光單元6通過(guò)單元固定件14固定，固定后的結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為半導(dǎo)體激光單 元組件。并將固定體14對(duì)稱(chēng)排布在反射體18周?chē)?，激光半?dǎo)體單元發(fā)出的泵浦光7以?xún)A 斜的方式射入激光晶體10。能實(shí)現(xiàn)此方式的關(guān)鍵組成零件有激光半導(dǎo)體單元6，激光單元 固定件14，反射體18，端頭塊20。 半導(dǎo)體激光單元組件主要包含半導(dǎo)體激光單元6，單元固定體4，金屬板13.半導(dǎo)
體激光單元6安裝在一單元固定件4內(nèi)，固定件由絕緣材料注塑制造，用金屬板13將半導(dǎo)
體激光單元6壓住。取下金屬板13和半導(dǎo)體激光單元6后(見(jiàn)右圖)，固定裝置內(nèi)部有通
水管道，通水管道17與進(jìn)水口 15和出水口 16相連，通水管道連接到半導(dǎo)體激光單元6的
底部對(duì)其冷卻?？梢酝瑫r(shí)安裝多個(gè)半導(dǎo)體激光單元6在一個(gè)單元固定體上。 以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體
個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只適用于幫 助理解本實(shí)用新型實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施
例，在具體實(shí)施方式
以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為 對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求一種泵浦激光發(fā)生器，包括激光晶體，在所述激光晶體的外周套有導(dǎo)流管，在所述導(dǎo)流管外側(cè)設(shè)置有半導(dǎo)體激光單元，其特征是，所述半導(dǎo)體激光單元發(fā)出的激光的慢軸方向與所述激光晶體的軸向具有設(shè)定的夾角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泵浦激光發(fā)生器，其特征是， 所述光束的慢軸方向與所述激光晶體的軸的夾角為4 10° 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種泵浦激光發(fā)生器，其特征是， 在所述導(dǎo)流管與所述半導(dǎo)體激光單元之間還套有反射體； 所述反射體在所述半導(dǎo)體激光單元下方的光束入射位置設(shè)置有通光孔，其中，所述通光孔與反射體軸線所成的夾角同所述激光的慢軸與所述激光晶體的軸向 的夾角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種泵浦激光發(fā)生器，其特征是， 所述半導(dǎo)體激光單元安裝在固定件上，所述固定件通過(guò)左端頭塊、右端頭塊固定在所述導(dǎo)流管的外側(cè)，所述左端頭塊、右端頭上的內(nèi)側(cè)端面上設(shè)有斜面，所述斜面與所述激光晶體的軸向具 有一定的夾角，所述半導(dǎo)體激光單元安裝在所述左端頭塊、右端頭的斜面上，所述半導(dǎo)體激光單元的 發(fā)射端面與所述斜面垂直。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種泵浦激光發(fā)生器，其特征是， ，所述固定件通過(guò)左端頭塊、右端頭塊固定在所述導(dǎo)流管的外側(cè)，具體是 分別在所述左端頭塊、右端頭的斜面之間安裝有對(duì)稱(chēng)排布有多個(gè)單元固定件，在所述各單元固定件中安裝有半導(dǎo)體激光單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種泵浦激光發(fā)生器，其特征是， 在所述單元固定件的內(nèi)部、在所述半導(dǎo)體單元的底部位置設(shè)置有通水管道， 所述通水管道的進(jìn)水口 、出水口設(shè)置在所述單元固定件的兩端部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種泵浦激光發(fā)生器，其特征是， 所述反射體由漫反射材料制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種泵浦激光發(fā)生器，其特征是， 所述反射體金屬材料制成； 在所述反射體的內(nèi)壁拋光鍍有高反材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種泵浦激光發(fā)生器，其特征是， 所述反射體由聚四氟乙稀制成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泵浦激光發(fā)生器，其特征是， 所述激光半導(dǎo)體單元為Sirilas。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及激光領(lǐng)域，公開(kāi)了一種準(zhǔn)直入射泵浦激光發(fā)生器。其包括激光晶體，在所述激光晶體的外周套有導(dǎo)流管，在所述導(dǎo)流管外側(cè)設(shè)置有半導(dǎo)體激光單元，所述半導(dǎo)體激光單元發(fā)出的激光的慢軸方向與所述激光晶體的軸向具有設(shè)定的夾角。其相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)能夠通過(guò)新穎的結(jié)構(gòu)而提高產(chǎn)品的一致性，提高激光的泵浦效率。
文檔編號(hào)H01S3/042GK201515143SQ200920177329
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月13日
發(fā)明者冷亮, 陳偉然 申請(qǐng)人:新加坡歐司鐳燈私人有限責(zé)任公司