半导体泵浦圆体激光综合实验 择波长与之匹配的LD作为泵浦源，就可获得高的输出功率和泵浦效率，这时我们称实现了光谱 匹配。但是，LD的输出激光波长受温度的影响，温度变化时，输出激光波长会产生漂移，输出 功率也会发生变化。因此，为了获得稳定的波长，需采用具备精确控温的LD电源，并把LD的 温度设置好，使LD工作时的波长与Nd:YAG的吸收峰匹配。 另外，在实际的激光器设计中，除了吸收波长和出射波长外，选择激光品体时还需要考虑掺 杂浓度、上能级寿命、热导率、发射截面、吸收截面、吸收带宽等多种因素。 本实验采用端面泵浦方式。端面泵浦耦合通常有直接耦合和间接耦合两种方式。 直接耦合：将半导体激光器的发光面紧贴增益介质，使泵浦光束在尚未发散开之前便被增益 介质吸收，系浦源和增益介质之间无光学系统，这种耦合方式称为直接耦合方式。直接耦合方式 结构紧凑，但是在实际应用中较难实现，并且容易对LD造成损伤。 间接耦合：指先将LD输出的光束进行准直、整形，再进行端面泵浦。常见的方法有 组合透镜系统聚光：用球面透镜组合或者柱面透镜组合进行耦合。 自聚焦透镜耦合：由自聚焦透镜取代组合透镜进行耦合，优点是结构简单，准直光斑的大小 取决于自聚焦透镜的数值孔径。 光纤耦合：指用带尾纤输出的LD进行泵浦耦合。优点是结构灵活。 本实验采用光纤耦合方法，先用四维调整镜架将尾纤固定在光路上，然后采用组合透镜对泵 浦光束进行整形变换，各透镜表面均镀对泵浦光的增透膜，耦合效率高。本实验的压缩和耦合如 图22.2所示。 LD 镜光岛体 LD自聚焦透镜微光品体 D光纤 (C自聚焦透镜耦合 图22.2半导体激光泉浦围体激光器的常用福合方式 激光器必须有谐振腔才能形成稳定的受激辐射，产生激光。本实验采用如图22.3所示的平凹 腔型，这种腔型容易形成稳定的输出模，同时具有高的光光转换效率。激光晶体的一面镀泵浦光 增透和输出激光全反膜，并作为输入镜。输出镜是一片单独的凹面镜，并且镀膜使其具有一定的 透过率。适当的透过率能得到最大的输出光功率。平凹腔中的g参数表示为半导体泵浦固体激光综合实验 135 择波长与之匹配的 LD 作为泵浦源，就可获得高的输出功率和泵浦效率，这时我们称实现了光谱 匹配。但是，LD 的输出激光波长受温度的影响，温度变化时，输出激光波长会产生漂移，输出 功率也会发生变化。因此，为了获得稳定的波长，需采用具备精确控温的 LD 电源，并把 LD 的 温度设置好，使 LD 工作时的波长与 Nd:YAG 的吸收峰匹配。 另外，在实际的激光器设计中，除了吸收波长和出射波长外，选择激光晶体时还需要考虑掺 杂浓度、上能级寿命、热导率、发射截面、吸收截面、吸收带宽等多种因素。 本实验采用端面泵浦方式。端面泵浦耦合通常有直接耦合和间接耦合两种方式。 直接耦合：将半导体激光器的发光面紧贴增益介质，使泵浦光束在尚未发散开之前便被增益 介质吸收，泵浦源和增益介质之间无光学系统，这种耦合方式称为直接耦合方式。直接耦合方式 结构紧凑，但是在实际应用中较难实现，并且容易对 LD 造成损伤。 间接耦合：指先将 LD 输出的光束进行准直、整形，再进行端面泵浦。常见的方法有 组合透镜系统聚光：用球面透镜组合或者柱面透镜组合进行耦合。 自聚焦透镜耦合：由自聚焦透镜取代组合透镜进行耦合，优点是结构简单，准直光斑的大小 取决于自聚焦透镜的数值孔径。 光纤耦合：指用带尾纤输出的 LD 进行泵浦耦合。优点是结构灵活。 本实验采用光纤耦合方法，先用四维调整镜架将尾纤固定在光路上，然后采用组合透镜对泵 浦光束进行整形变换，各透镜表面均镀对泵浦光的增透膜，耦合效率高。本实验的压缩和耦合如 图 22.2 所示。 LD 激光晶体 LD 组合透镜 激光晶体 LD 自聚焦透镜 激光晶体 LD 光纤 激光晶体 1. 2. 3. 4. 图 22.2 半导体激光泵浦固体激光器的常用耦合方式 激光器必须有谐振腔才能形成稳定的受激辐射，产生激光。本实验采用如图 22.3 所示的平凹 腔型，这种腔型容易形成稳定的输出模，同时具有高的光光转换效率。激光晶体的一面镀泵浦光 增透和输出激光全反膜，并作为输入镜。输出镜是一片单独的凹面镜，并且镀膜使其具有一定的 透过率。适当的透过率能得到最大的输出光功率。平凹腔中的 g 参数表示为 LD 激光晶体 (a)直接耦合 LD 组合透镜 激光晶体 (b)组合透镜耦合 LD 自聚焦透镜 激光晶体 (c)自聚焦透镜耦合 LD 光纤 激光晶体 (d)光纤耦合