LD端泵固體雷射器耦合系統

2020-11-23 OFweek維科網

　　利用半導體雷射器（Laser Diode，LD）泵浦的固體雷射器（DPSSL），具有體積小，效果高，壽命長等優點，目前，大多數中小功率的DPSSL均採用端面泵浦結構。對於這種泵浦結構，選取適當的耦合系統，使泵浦光束進入增益介質與腔模空間最大程度交疊，從而能得到高功率和高光束質量的雷射輸出。

　　近年來，LD端面泵浦固體雷射器常用的耦合系統，普遍採用以下幾種：

　　1、直接近距離耦合

　　直接近距離耦合方式不採用任何耦合系統，一般僅適用於單一的半導體雷射器，其LD發光面積要求非常小，在實驗中緊貼增益介質，以便LD輸出光束在未發散前便被增益介質吸收，從而充分利用有限的泵浦功率，這種結構省去了LD準直、聚焦系統，使雷射器結構緊湊、穩定性增強。

　　2、組合透鏡式耦合系統

　　採用組合的透鏡系統進行耦合，根據實際情況選取透鏡、柱透鏡或稜鏡對等搭配進行準直、聚焦，方式多種多樣，形式不固定，可根據特定實驗要求、實驗條件進行選擇。對小LD管條比較適用。

　　3、光纖耦合系統

　　光纖耦合系統適用性較廣，首先，採用多根光纖耦合，將每個LD線陣分別耦合進一根獨立的光纖，將光纖輸出端按圓狀排列，其後，採用組合透鏡對該光束耦合，獲得軸對稱空間光會聚區。這種方式改善了輸出光束的不對稱性，增強了泵浦光和振蕩光的交疊，同時可以簡便的實現多個LD光源間的輸出光耦合或組合。　

　　4、自聚焦微透鏡耦合

　　自聚焦微透鏡是一種柱透鏡，利用可變折射率材料製成，從而使光在通過透鏡時產生連續的折射後會聚。自聚焦微透鏡使得泵浦光學系統結構簡單，體積小，耦合效率高，主要適用於直接耦合發光面積小的半導體雷射器，會聚後形成尺寸很小的光斑。

　　5、非球面透鏡耦合

　　利用非球面透鏡對LD發出的光耦合，這種結構耦合效率同樣很高，並且非球面系統有利於校正各種單色像差，所以LD泵浦固體雷射器中採用非球面系統具有特殊優越性。

　　隨著技術的發展，耦合系統向微型化發展，耦合系統的優化，使耦合效率得到更好的改善,同時也進一步提高了雷射器的輸出特性。隨著大功率二極體技術和晶體技術的不斷發展，新型的端面泵浦技術和工藝也不斷湧現。

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