專利名稱：高能二極管泵浦固體激光器方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光器，涉及二極管泵浦固體激光器，特別是高能二極管泵浦固 體激光器方法。
背景技術(shù)：
激光二極管固體激光器，主要由泵浦源激光二極管、耦合系統(tǒng)和諧振腔組成。諧振 腔是激光器的核心部分，其中激光介質(zhì)是實現(xiàn)將泵浦能量轉(zhuǎn)化成激光能量的樞紐。泵浦源 激光二極管對諧振腔內(nèi)的激光介質(zhì)作用，產(chǎn)生激光輸出的過程中，激光介質(zhì)會將部分能量 轉(zhuǎn)化成熱能，產(chǎn)生熱效應(yīng)。激光介質(zhì)的熱效應(yīng)等同于在諧振腔內(nèi)增加了一個不可控的非理 想光學(xué)元件，往往造成激光輸出的不穩(wěn)定，影響光束質(zhì)量，降低泵浦光和輸出激光的轉(zhuǎn)換效 率。特別是大功率泵浦條件下，嚴(yán)重的熱效應(yīng)將導(dǎo)致泵浦功率無法增加，使得激光器的功率 水平難以提高。在這種情況下往往要采用許多復(fù)雜的手段對熱效應(yīng)進(jìn)行控制，例如采用復(fù) 雜的水冷系統(tǒng)進(jìn)行散熱，在諧振腔中引入復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)以抵消熱效應(yīng)的影響，這些大大 增加了激光系統(tǒng)的復(fù)雜性。調(diào)Q的二極管泵浦固體激光器，通常利用聲光衍射，電光衍射、或某些介質(zhì)的可飽 和吸收特點實現(xiàn)諧振腔腔內(nèi)損耗大小的周期性變化。當(dāng)腔內(nèi)損耗比較大的時候，振蕩光不 能起振，激光器沒有激光輸出，泵浦光導(dǎo)致激光介質(zhì)上能級粒子數(shù)積累，實現(xiàn)能量儲存。當(dāng) 腔內(nèi)損耗比較小時，由于閾值降低，振蕩光可迅速起振，激光介質(zhì)中的上能級粒子短時間內(nèi) 集中受激躍遷，儲存的能量迅速釋放，形成激光脈沖而輸出。由于增加了調(diào)Q單元，調(diào)Q的二極管泵浦固體激光器在結(jié)構(gòu)上通常復(fù)雜于非調(diào)Q 的二極管泵浦固體激光器。熱效應(yīng)在這種情況下對激光器輸出性能的影響更加明顯，同樣 泵浦功率條件下，相應(yīng)調(diào)Q激光器的散熱結(jié)構(gòu)和熱效應(yīng)處理系統(tǒng)比非調(diào)Q激光器更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性好、輸出功率高、熱效應(yīng)小的高能二極管泵 浦固體激光器方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，高能二極管泵浦固體激光器方法，包括泵浦激光二 極管、耦合系統(tǒng)、諧振腔反射鏡、激光介質(zhì)和激光輸出鏡構(gòu)成的二極管泵浦固體激光器，其 特征是多組二極管泵浦固體激光器繞中心軸以相同半徑分布在殼體支架上，激光介質(zhì)繞 介質(zhì)盤中心軸以相同半徑分布，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置驅(qū)動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動，使殼體支架上所有激光 諧振腔輸出光的軸線上都有介質(zhì)盤中的激光介質(zhì)進(jìn)入，通過端面和側(cè)面泵浦激光二極管對 每一個諧振腔中的激光介質(zhì)泵浦光射入，使諧振腔中的激光介質(zhì)實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而激活， 諧振腔產(chǎn)生激光的輸出；當(dāng)激光介質(zhì)被泵浦光照射的時間有熱效應(yīng)會影響激光的輸出質(zhì)量 時，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置驅(qū)動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動，使介質(zhì)盤中下一個激光介質(zhì)處在每個激光諧振腔輸 出光的軸線上，重新通過端面和側(cè)而泵浦激光二極管對每一個諧振腔中的激光介質(zhì)泵浦光 射入，激光器產(chǎn)生激光的輸出。
所述的激光器產(chǎn)生激光的輸出通過光學(xué)系統(tǒng)反射后在一個光軸上輸出。所述的激光器產(chǎn)生激光的輸出通過光纖合成后輸出。所述的激光器產(chǎn)生激光的輸出按各每一個二極管泵浦固體激光器光軸輸出。所述的激光介質(zhì)和激光輸出鏡之間有調(diào)Q元件，調(diào)Q元件關(guān)閉，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置驅(qū) 動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動，使所有激光諧振腔輸出光的軸線上都有介質(zhì)盤中的激光介質(zhì)落入，通過端 面和側(cè)面泵浦激光二極管對每一個諧振腔中的激光介質(zhì)泵浦光射入，使激光介質(zhì)實現(xiàn)粒子 數(shù)反轉(zhuǎn)而激活，調(diào)Q元件打開，諧振腔產(chǎn)生激光的輸出；當(dāng)激光介質(zhì)被泵浦光照射的時間有 熱效應(yīng)會影響激光的輸出質(zhì)量時，調(diào)Q元件關(guān)閉，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置驅(qū)動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動，使介質(zhì) 盤中下一個激光介質(zhì)處在每個激光諧振腔輸出光的軸線上，重新下一次的工作，多組二極 管泵浦固體激光器激光輸出由光纖合成最后輸出。所述的激光輸出鏡可以是光纖激光輸出鏡。所述的介質(zhì)盤驅(qū)動裝置可以是步進(jìn)電機(jī)，由步進(jìn)電機(jī)輸出軸帶動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動的時 間與腔內(nèi)調(diào)Q元件調(diào)Q的作用時間配合時序是腔內(nèi)調(diào)Q元件工作周期是tl加t2，t2是激 光二極管通過耦合系統(tǒng)將泵浦光射入諧振腔中的激光介質(zhì)，使激光介質(zhì)實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而 積累的時間，此時，腔內(nèi)調(diào)Q元件關(guān)閉，11是腔內(nèi)調(diào)Q元件打開時間，11 = t3+t4, t4 > t3， t3是諧振腔使反轉(zhuǎn)粒子瞬間在腔內(nèi)振蕩輸出高能激光的有效時間，t4處在低能量輸出段， 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路正好利用t4時間段驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，由步進(jìn)電機(jī)輸出軸帶動介質(zhì)盤 轉(zhuǎn)動，使介質(zhì)盤中下一個激光介質(zhì)到位，激光介質(zhì)中心處在諧振腔光軸上；t4時間結(jié)束后， 重新進(jìn)入下一個周期。所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一次的時間可以與腔內(nèi)調(diào)Q元件的 工作頻率相同，也可以是腔內(nèi)調(diào)Q元件工作周期的倍數(shù)；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī) 轉(zhuǎn)動一次的時間決定，取決于激光介質(zhì)靜止在諧振腔光軸上產(chǎn)生熱效應(yīng)的情況決定。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一次使剛工作的激光介質(zhì)進(jìn)入一個冷卻緩 沖區(qū)，在冷卻緩沖區(qū)中剛工作過的激光介質(zhì)產(chǎn)生的熱量能迅速被降溫到理想的溫度；冷卻 緩沖區(qū)可以是由夾持在介質(zhì)盤上的半導(dǎo)體致冷器使介質(zhì)盤處在低溫下，也可以是冷風(fēng)對其 作用。本發(fā)明的優(yōu)點是和傳統(tǒng)二激光泵浦激光器降低熱效應(yīng)的方法不同，本發(fā)明提出 了激光器內(nèi)一組N個介質(zhì)輪流工作的思想。和傳統(tǒng)激光器相比較，這種方法使得每個激光 介質(zhì)工作時間很短，使每個介質(zhì)內(nèi)的熱耗減少到有限程度，實現(xiàn)了對熱效應(yīng)的控制。在這種 裝置中，介質(zhì)盤中包含一組N個介質(zhì)的激光器所能忍受的熱耗比傳統(tǒng)激光器的極限值大N 倍，激光器可以注入的泵浦功率相應(yīng)增加N倍，輸出能量也將增加N倍。因此，本發(fā)明是實 現(xiàn)激光器高能輸出的有效方法。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中一個二極管泵浦固體激光器工作示意圖；圖3是本發(fā)明另一個實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4和圖5給出了驅(qū)動電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，由步進(jìn)電機(jī)輸出軸4帶動介質(zhì)盤5轉(zhuǎn)動的時間與腔內(nèi)調(diào)Q元件7調(diào)Q的作用時間配合時序說明；圖6是介質(zhì)盤實施例的構(gòu)造圖。圖中，1、激光二極管；2、耦合系統(tǒng)；3、諧振腔反射鏡；4、激光介質(zhì)；5、介質(zhì)盤；6、介 質(zhì)盤驅(qū)動裝置；7、調(diào)Q元件；8、激光輸出鏡；9、光纖；10、軸套；11、二極管泵浦固體激光器； 12、中心軸；13、諧振腔光軸；14、步進(jìn)電機(jī)輸出軸；15、殼體支架。
具體實施例方式如圖1和圖2所示，包括泵浦激光二極管1、耦合系統(tǒng)2、諧振腔反射鏡3、激光介質(zhì) 4和激光輸出鏡8構(gòu)成的二極管泵浦固體激光器11，如圖2所示，多組二極管泵浦固體激光 器11繞中心軸12以相同半徑分布在殼體支架15上，激光介質(zhì)4繞介質(zhì)盤5中心軸(與中 心軸12同軸)以相同半徑分布，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置6驅(qū)動介質(zhì)盤5轉(zhuǎn)動，使殼體支架15上所 有激光諧振腔光軸13上都有介質(zhì)盤5中的激光介質(zhì)4落入。如圖1所示，圖1給出2中一 個二極管泵浦固體激光器示意圖，通過對圖1的說明可了解多組二極管泵浦固體激光器11 的工作過程。在圖1中，通過端面和側(cè)面泵浦激光二極管1對每一個諧振腔中的激光介質(zhì)4 射入泵浦光，使諧振腔中的激光介質(zhì)4實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而激活，諧振腔產(chǎn)生激光的輸出；當(dāng) 激光介質(zhì)4被泵浦光照射的時間產(chǎn)生熱效應(yīng)會影響激光的輸出質(zhì)量時，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置6 重新驅(qū)動介質(zhì)盤5轉(zhuǎn)動，使介質(zhì)盤5中下一個激光介質(zhì)4處在每個激光諧振腔光軸13上， 激光器產(chǎn)生新的激光輸出，多組二極管泵浦固體激光器激光輸出由光纖9合成最后輸出。激光介質(zhì)4和激光輸出鏡8之間沒有調(diào)Q元件7，構(gòu)成一種準(zhǔn)連續(xù)二極管泵浦固 體激光器，在激光介質(zhì)4和激光輸出鏡8之間增加調(diào)Q元件7，構(gòu)成調(diào)Q 二極管泵浦固體激 光器，圖3所示，它給出了在激光介質(zhì)4和激光輸出鏡8之間增加調(diào)Q元件7的結(jié)構(gòu)，當(dāng)調(diào) Q元件7關(guān)閉時，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置6驅(qū)動介質(zhì)盤5轉(zhuǎn)動，使所有激光諧振腔輸出光的軸線上 都有介質(zhì)盤5中的激光介質(zhì)4落入，通過端面和側(cè)面泵浦激光二極管1對每一個諧振腔中 的激光介質(zhì)4射入泵浦光，使激光介質(zhì)4實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而激活，此后，調(diào)Q元件7打開，諧 振腔產(chǎn)生激光的輸出；當(dāng)激光介質(zhì)4被泵浦光照射的時間有熱效應(yīng)產(chǎn)生，會影響激光的輸 出質(zhì)量或降低輸出功率時，調(diào)Q元件7關(guān)閉，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置6驅(qū)動介質(zhì)盤5轉(zhuǎn)動，使介質(zhì) 盤5中下一個激光介質(zhì)4處在每個激光諧振腔輸出光的軸線上，重新下一次的工作，同樣多 組二極管泵浦固體激光器11激光輸出由光纖9合成最后輸出或通過光學(xué)系統(tǒng)反射后在一 個光軸上輸出。當(dāng)然也可按各每一個二極管泵浦固體激光器光軸輸出。介質(zhì)盤驅(qū)動裝置6可以是由步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路組成，介質(zhì)盤5固定在 步進(jìn)電機(jī)輸出軸14上，步進(jìn)電機(jī)輸出軸14與激光諧振腔軸線平行，步進(jìn)電機(jī)在驅(qū)動電路驅(qū) 動下，步進(jìn)電機(jī)輸出軸帶動介質(zhì)盤5轉(zhuǎn)動，使介質(zhì)盤5中的激光介質(zhì)4中心進(jìn)入每一個激光 諧振腔軸線上，如果在殼體支架15上同時安裝4套二極管泵浦固體激光器，則需要一次有4 個激光介質(zhì)4同時進(jìn)入激光諧振腔的中心位置，如果在殼體支架上同時安裝10套二極管泵 浦固體激光器，則需要一次有10個激光介質(zhì)4同時進(jìn)入激光諧振腔的中心位置，當(dāng)激光介 質(zhì)4的中心進(jìn)入激光諧振腔中心軸線上時，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置6停止(如果有慣性，需要考濾 慣性的影響)，此時，泵浦激光二極管1通過端面耦合系統(tǒng)2和側(cè)面方式將泵浦光射入激光 介質(zhì)4(要求激光介質(zhì)4為柱面結(jié)構(gòu))使其實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而激活，同時在腔內(nèi)調(diào)Q元件7 作用下激光器諧振腔產(chǎn)生激光輸出，當(dāng)激光介質(zhì)4產(chǎn)生熱效應(yīng)影響激光器諧振腔輸出激光功率時，驅(qū)動電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動介質(zhì)盤5使介質(zhì)盤5中相鄰的下個激光介質(zhì)4處 在激光諧振腔輸出光的軸線上，重新下一次的工作，以次重復(fù)。介質(zhì)盤驅(qū)動裝置6可以是步進(jìn)電機(jī)，圖4和圖5給出了驅(qū)動電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，由 步進(jìn)電機(jī)輸出軸14帶動介質(zhì)盤5轉(zhuǎn)動的時間在有腔內(nèi)調(diào)Q元件7的情況下與腔內(nèi)調(diào)Q元 件7調(diào)Q的作用時間配合時序說明。腔內(nèi)調(diào)Q元件7工作在IKHz或IOKHz之間，以IOKHz 為例，圖4中，tl加t2是一個周期，周期時間是lOOus，而t2是激光二極管1通過耦合系統(tǒng) 2將泵浦光射入諧振腔中的激光介質(zhì)4，使激光介質(zhì)4實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而積累的時間，此時， 腔內(nèi)調(diào)Q元件 關(guān)閉，關(guān)閉時間為90us，tl是腔內(nèi)調(diào)Q元件7打開時間，tl為10us。如圖 5所示，在tl的IOus的腔內(nèi)調(diào)Q元件7打開時間內(nèi)，其中諧振腔使反轉(zhuǎn)粒子瞬間在腔內(nèi)振 蕩輸出高能激光的有效時間t3約為10ns，其余大量的時間t4處在低能量輸出段，步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動電路正好利用t4時間段驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，由步進(jìn)電機(jī)輸出軸4帶動介質(zhì)盤5轉(zhuǎn)動， 使介質(zhì)盤5中下一個激光介質(zhì)4到位，激光介質(zhì)4中心處在諧振腔光軸13上。t4時間結(jié)束 后，重新進(jìn)入下一個周期。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一次的時間可以與腔內(nèi)調(diào)Q 元件7的工作頻率相同，也可以是腔內(nèi)調(diào)Q元件7工作周期的倍數(shù)。當(dāng)腔內(nèi)調(diào)Q元件7的 周期是IOOus時，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一次的時間可在IOOus至200ms之 間選擇，選擇時間的條件是只要選定的激光介質(zhì)4靜止在諧振腔光軸13上形成不了影響 輸出高能激光能量的熱效應(yīng)。當(dāng)上一次工作的激光介質(zhì)4移出后，進(jìn)入自然冷卻狀態(tài)，到下 一次進(jìn)入諧振腔光軸13上重新工作時間與介質(zhì)盤5上放置的激光介質(zhì)4個數(shù)有關(guān)，如在介 質(zhì)盤5上有10個激光介質(zhì)4，而步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一次的時間為200ms， 則重新工作的時間間隔為2S。重新工作的時間間隔依據(jù)激光介質(zhì)4的個數(shù)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動 電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一次的時間決定，最終取決于激光介質(zhì)4靜止在諧振腔光軸13上產(chǎn) 生熱效應(yīng)的情況決定?，F(xiàn)有的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速可設(shè)計在1000轉(zhuǎn)/分種，應(yīng)用在600轉(zhuǎn)/分種較穩(wěn)定，如用 在600轉(zhuǎn)/分使用，介質(zhì)盤5上分布有100個激光介質(zhì)4才能達(dá)到IK的頻率，因此要達(dá)到 更高的一是提高頻率一是提高步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速，二是增加激光介質(zhì)4的數(shù)量。為了減少介質(zhì)盤5上激光介質(zhì)4數(shù)降低成本，一是延長步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動步 進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一次的時間，二是使激光介質(zhì)4進(jìn)入一個冷卻緩沖區(qū)，在冷卻緩沖區(qū)中剛工作 過的激光介質(zhì)4產(chǎn)生的熱量能迅速被降溫到理想的溫度。冷卻緩沖區(qū)可以是由夾持在介質(zhì) 盤5上的半導(dǎo)體致冷器使介質(zhì)盤5處在低溫下，也可以是冷風(fēng)對其作用。由于激光介質(zhì)4輪換工作，每一個處在諧振腔光軸13上激光介質(zhì)4不會由于熱效 應(yīng)的影響使諧振腔的諧振條件發(fā)生變化，因此通過增加殼體支架上的二極管泵浦固體激光 器套數(shù)，將大大提高整體激光輸出能量，理論上功率大小與二極管泵浦固體激光器套數(shù)成 正比。泵浦源采用了光纖耦合LD (激光二極管1)，可以省略掉了耦合系統(tǒng)2 (根據(jù)實際情 況也可以不省略)，光纖耦合LD通常具有比較好的光束質(zhì)量，有利于提高激光器的輸出性 能。如圖6所示，參見圖1和圖3，介質(zhì)盤5同軸分布有一周等間隔的激光介質(zhì)4，激光 介質(zhì)4直徑可在0 1.5- 3，激光介質(zhì)4的數(shù)量根據(jù)需要確定，數(shù)量在幾十至數(shù)百個不定。 如介質(zhì)盤5分布有400個激光介質(zhì)4，殼體支架上同時安裝10套二極管泵浦固體激光器，則每個激光介質(zhì)4的工作時間為1/40，這對于排除介質(zhì)的熱效應(yīng)影響是非常有效的。因為在 這種設(shè)計中，若介質(zhì)盤中有N個介質(zhì)，有M套二極管泵浦固體激光器，理論上介質(zhì)的熱耗只 有一個介質(zhì)單獨工作時的M/N，通過增大N，介質(zhì)的熱效應(yīng)將大大降低。通過在諧振腔中加 入調(diào)Q元件7，該激光器將實現(xiàn)調(diào)Q脈沖輸出。在不加入調(diào)Q元件的情況下，該激光器在泵 浦光的控制下，可以實現(xiàn)準(zhǔn)連續(xù)工作或脈沖工作。相鄰的激光介質(zhì)4之間的激光介質(zhì)間隔 可相互熱隔離。介質(zhì)盤5中心為軸套10結(jié)構(gòu)，軸套10通過緊固盤與步進(jìn)電機(jī)輸出軸14固 定，使介質(zhì)盤5轉(zhuǎn)動時不會產(chǎn)生振動和偏移。
權(quán)利要求
1.高能二極管泵浦固體激光器方法，包括泵浦激光二極管、耦合系統(tǒng)、諧振腔反射鏡、 激光介質(zhì)和激光輸出鏡構(gòu)成的二極管泵浦固體激光器，其特征是多組二極管泵浦固體激 光器繞中心軸以相同半徑分布在殼體支架上，激光介質(zhì)繞介質(zhì)盤中心軸以相同半徑分布， 介質(zhì)盤驅(qū)動裝置驅(qū)動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動，使殼體支架上所有激光諧振腔輸出光的軸線上都有介質(zhì) 盤中的激光介質(zhì)進(jìn)入，通過端面和側(cè)面泵浦激光二極管對每一個諧振腔中的激光介質(zhì)泵浦 光射入，使諧振腔中的激光介質(zhì)實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而激活，諧振腔產(chǎn)生激光的輸出；當(dāng)激光介 質(zhì)被泵浦光照射的時間有熱效應(yīng)會影響激光的輸出質(zhì)量時，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置驅(qū)動介質(zhì)盤轉(zhuǎn) 動，使介質(zhì)盤中下一個激光介質(zhì)處在每個激光諧振腔輸出光的軸線上，重新通過端面和側(cè) 面泵浦激光二極管對每一個諧振腔中的激光介質(zhì)泵浦光射入，激光器產(chǎn)生激光的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能二極管泵浦固體激光器方法，其特征是所述的激光器 產(chǎn)生激光的輸出通過光學(xué)系統(tǒng)反射后在一個光軸上輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能二極管泵浦同體激光器方法，其特征是所述的激光器 產(chǎn)生激光的輸出通過光纖合成后輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能二極管泵浦固體激光器方法，其特征是所述的激光器 產(chǎn)生激光的輸出按各每一個二極管泵浦固體激光器光軸輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能二極管泵浦固體激光器方法，其特征是所述的激光介 質(zhì)和激光輸出鏡之間有調(diào)Q元件，調(diào)Q元件關(guān)閉，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置驅(qū)動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動，使所有 激光諧振腔輸出光的軸線上都有介質(zhì)盤中的激光介質(zhì)落入，通過端面和側(cè)面泵浦激光二極 管對每一個諧振腔中的激光介質(zhì)泵浦光射入，使激光介質(zhì)實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而激活，調(diào)Q元 件打開，諧振腔產(chǎn)生激光的輸出；當(dāng)激光介質(zhì)被泵浦光照射的時間有熱效應(yīng)會影響激光的 輸出質(zhì)量時，調(diào)Q元件關(guān)閉，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置驅(qū)動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動，使介質(zhì)盤中下一個激光介質(zhì) 處在每個激光諧振腔輸出光的軸線上，重新下一次的工作，多組二極管泵浦固體激光器激 光輸出由光纖合成最后輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能二極管泵浦固體激光器方法，其特征是所述的激光輸 出鏡可以是光纖激光輸出鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能二極管泵浦固體激光器方法，其特征是所述的介質(zhì)盤 驅(qū)動裝置可以是步進(jìn)電機(jī)，由步進(jìn)電機(jī)輸出軸帶動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動的時間與腔內(nèi)調(diào)Q元件調(diào)Q 的作用時間配合時序是腔內(nèi)調(diào)Q元件工作周期是tl加t2，t2是激光二極管通過耦合系統(tǒng) 將泵浦光射入諧振腔中的激光介質(zhì)，使激光介質(zhì)實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而積累的時間，此時，腔內(nèi) 調(diào)Q元件關(guān)閉，tl是腔內(nèi)調(diào)Q元件打開時間，tl = t3+t4，t4 > t3，t3是諧振腔使反轉(zhuǎn)粒 子瞬間在腔內(nèi)振蕩輸出高能激光的有效時間，t4處在低能量輸出段，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路正 好利用t4時間段驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，由步進(jìn)電機(jī)輸出軸帶動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動，使介質(zhì)盤中下一 個激光介質(zhì)到位，激光介質(zhì)中心處在諧振腔光軸上；t4時間結(jié)束后，重新進(jìn)入下一個周期。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高能二極管泵浦固體激光器方法，其特征是所述的步進(jìn)電 機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一次的時間可以與腔內(nèi)調(diào)Q元件的工作頻率相同，也可以是 腔內(nèi)調(diào)Q元件工作周期的倍數(shù)；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一次的時間決定，取 決于激光介質(zhì)靜止在諧振腔光軸上產(chǎn)生熱效應(yīng)的情況決定。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高能二極管泵浦固體激光器方法，其特征是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動 電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一次使剛工作的激光介質(zhì)進(jìn)入一個冷卻緩沖區(qū)，在冷卻緩沖區(qū)中剛工作過的激光介質(zhì)產(chǎn)生的熱量能迅速被降溫到理想的溫度；冷卻緩沖區(qū)可以是由夾持在介 質(zhì)盤上的半導(dǎo)體致冷器使介質(zhì)盤處在低溫下，也可以是冷風(fēng)對其作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及高能二極管泵浦固體激光器方法。其特征是多組二極管泵浦固體激光器繞中心軸以相同半徑分布在殼體支架上，激光介質(zhì)繞介質(zhì)盤中心軸以相同半徑分布，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置驅(qū)動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動，使殼體支架上所有激光諧振腔輸出光的軸線上都有介質(zhì)盤中的激光介質(zhì)進(jìn)入，通過端面和側(cè)面泵浦激光二極管對每一個諧振腔中的激光介質(zhì)泵浦光射入，使諧振腔中的激光介質(zhì)實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而激活，諧振腔產(chǎn)生激光的輸出；當(dāng)激光介質(zhì)被泵浦光照射的時間有熱效應(yīng)會影響激光的輸出質(zhì)量時，介質(zhì)盤驅(qū)動裝置驅(qū)動介質(zhì)盤轉(zhuǎn)動，重新通過端面和側(cè)面泵浦激光二極管對每一個諧振腔中的激光介質(zhì)泵浦光射入，激光器產(chǎn)生激光的輸出。
文檔編號H01S3/23GK102110952SQ20091025449
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者劉珉愷 申請人:西安信唯信息科技有限公司