專利名稱：一種半導體激光器的泵浦方式的制作方法
技術領域：
本發明涉及激光領域，尤其涉及半導體激光器領域，是一種半導體激光器 的泵浦方式。
背景技術：
在半導體泵浦激光器中，尤其是對于和頻激光器或參量振蕩激光器，通常 采用兩組獨立的泵浦源，對兩種不同的激光增益介質分別泵浦，最后再和頻或 差頻產生激光輸出，因而，這樣的結構一般比較復雜，且體積、重量限制了微 型化應用。

發明內容
為了壓縮激光器的結構，本發明提出采用同 一泵浦源泵浦含有兩種不同增 益介質的復合腔而得到和頻光，或兩個獨立腔輸出雙波長的激光器的泵浦方式 實現。
本發明的采用的技術方案是
半導體泵浦光源泵浦第一激光增益介質產生第一波長光，第一波長光被輸 出腔鏡反射回第二激光增益介質并泵浦第二激光增益介質。
進一步的，所述的輸出腔鏡反射方式是在平面的輸出腔鏡鍍第 一波長光反 射膜再通過一聚焦透4竟反射回第二激光增益介質。或者，所述的輸出腔鏡反射 方式是在凹面的輸出腔鏡鍍第 一 波長光反射膜反射回第二激光增益介質。
進一步的，所述的第一激光增益介質的第 一波長光和第二激光增益介質的 第二波長光通過和頻輸出或差頻輸出或不共線輸出。
更進一步的，所述的第一激光增益介質的第一諧振腔和第二激光增益介質 的的第二諧振腔是部分重合的雙腔。或者，所述的第一激光增益介質的第一諧 振腔和第二激光增益介質的的第二諧振腔是獨立的雙腔。
進一步的，所述的泵浦腔結構可以是分離式或微片式。
本發明的方法可以通過以下三種主要實施方式實現
3實施方式一半導體泵浦光源的泵浦光通過耦合透鏡耦合或者借由光纖耦 合進入第一諧振腔鏡的前腔鏡，第一激光增益介質產生第一波長光，第一激光 增益介質后有鍍對第二波長高反膜的腔鏡作為第二諧振腔的前腔鏡，其后為第 二激光增益介質及和頻晶體或差頻晶體等光學元件，再設置一后腔鏡做為兩個 諧振腔的后腔鏡，后腔鏡透射的光被凹面輸出腔鏡的膜反射回第二激光增益介 質作為其泵浦源或者被平面輸出腔鏡的膜反射在借由匯聚透鏡匯聚回第二激光 增益介質作為其泵浦源。
實施方式二采用微片腔結構，由三個晶體片構成，分別為第一激光增益 介質晶體、和頻(差頻)晶體和第二激光增益介質晶體。和頻晶體兩端鍍不同 的膜層，和頻晶體靠近第二激光增益介質晶體的端面鍍第一波長光的高反膜， 而在靠近第一激光增益介質晶體的端面鍍第二波長光的高反膜，從而形成兩個 波長的兩個諧振腔，相互獨立且部分重疊，和頻晶體設置于重疊腔內，和頻晶 體內和頻得到和頻光從輸出腔鏡輸出，同理，還借由凹面輸出腔鏡的膜反射回 第二激光增益介質作為其泵浦源或者被平面輸出腔鏡的膜反射在借由匯聚透鏡 匯聚回第二激光增益介質作為其泵浦源，或者利用光的偏振性，在光軸彼此正 交的增益介質的微片激光器和輸出腔鏡中插入1/4波片進行通透光的選擇實現。
實施方式三采用微片腔結構，第一激光增益介質靠近透鏡端的端面鍍第 一波長光的高反膜；第二激光增益介質靠近輸出腔鏡的端面鍍第二波長光的高 反膜，而第 一激光增益介質和第二激光增益介質之間的端面鍍第 一波長光和第 二波長光的高反膜，因此第一激光增益介質的兩端面構成第一波長光的諧振腔、 第二激光介質兩端面構成第二波長光的諧振腔。使半導體泵浦光源回返光聚焦 到不共線的第二激光增益介質中，而形成2種波長，但不共線的激光輸出。
本發明采用如上技術方案，采用同 一泵浦源泵浦含有兩種不同增益介質的 復合腔而得到和頻光，或兩個獨立腔輸出雙波長的激光器，由于去掉了一個泵 浦源，因而其結構變得更為簡單，緊湊。


圖l是本發明第一種實施方式的第一種結構示意圖； 圖2是本發明第一種實施方式的第二種結構示意圖； 圖3是本發明第一種實施方式的第三種結構示意圖；圖4是本發明第二種實施方式的第一種結構示意圖； 圖5是本發明第二種實施方式的第二種結構示意圖； 圖6是本發明第三種實施方式的結構示意圖。
具體實施例方式
現結合

和具體實施方式
對本發明進一步說明。
本發明的泵浦方法是采用兩組聚焦透鏡，并用同 一泵浦源的同 一泵浦光先 后泵浦兩種不同的激光增益介質，其中第二組聚焦透鏡與 一個泵浦光的反射鏡 組合，對經過第一個增益介質后剩余的泵浦光再次聚焦并返回到第二片激光增 益介質中，來實現二次泵浦的激光輸出。
為支持本發明的方法，可以通過以下三種主要實施方式實現
第一種主要實施方式
本實施方式含三種結構，分別為圖l、圖2和圖3所示。
如圖l所示，101為波長XO的LD泵浦源，102為耦合透鏡，103為平凹腔 鏡，104為第一激光增益介質晶體，105為平面鏡，且靠近第一激光增益介質晶 體的表面鍍波長的高反膜，106為第二激光增益介質晶體，107為二階非線 性晶體(和頻晶體)，108為平凹腔鏡。109為聚焦透鏡，IIO為波長XO的反射 鏡，并鍍有和頻激光輸出的增透膜。從LD泵浦源IOI發出的泵浦光經耦合透鏡 102進入第一激光增益介質晶體104，腔鏡103,第一激光增益介質晶體104和 腔鏡108構成第一波長光人l的諧振腔，未被第一激光增益介質晶體104完全吸 收，剩余的泵浦光透射出諧振腔被輸出腔鏡110反射并被聚焦透鏡109反向聚 焦至第二激光增益介質晶體106，鍍第二波長光人2的高反膜的平面鏡105、第 二激光增益介質106、平凹腔鏡108構成第二波長光X2的諧振腔中。通過和頻 晶體107，第一波長光？J和第二波長光在腔內和頻得到和頻波長入3和頻輸 出。對此結構中的激光增益介質設計合適的摻雜濃度、厚度或利用偏振吸收性 質，即可實現泵浦光在2種不同增益介質中成比例的吸收，而盡可能地得到較 強的和頻激光輸出。
如圖2所示，其結構和圖1所示的結構沒有本質區別，用凹面反射鏡209 代替了圖1結構中聚焦透鏡109和反射鏡110的組合，于此不再贅述。
如圖3所示的結構，此結構中沒有圖1所示的第一組透鏡和腔鏡，而是利用光纖中激光輸出光斑小的特點，可用光纖端面303泵浦來代替耦合透鏡，但 由于光纖輸出的限制，此結構僅適用于較薄的激光增益介質。 第二種主要實施方式
本實施方式含兩種結構，分別為圖4和圖5所示。
如圖4所示，采用端面泵浦方式，401為LD泵浦源，402、 403、 404分別 為第一激光增益介質晶體、和頻晶體和第二激光增益介質晶體。和頻晶體403 兩端鍍不同的膜層，和頻晶體403靠近第二激光增益介質晶體404的端面S3鍍 第一波長光XI的高反膜，而在靠近第一激光增益介質晶體402的端面S2鍍第 二波長光的高反膜，從而在Sl和S3面之間形成第一波長光XI的諧振腔， 而在S2和S4面之間形成第二波長光X2的諧振腔，兩個諧振腔相互獨立，且在 和頻晶體403內和頻得到和頻光從輸出腔鏡405輸出。其中，LD泵浦源401和 第一激光增益介質晶體402之間可插入耦合透鏡組，以改善泵浦光束。輸出腔 鏡405的膜反射回第二激光增益介質404作為其泵浦源。
如圖5所示，501、 502、 503分別為第一激光增益介質、和頻晶體、第二激 光增益介質。501和503為同一種激光增益介質，但第一激光增益介質501和第 二激光增益介質503增益介質的光軸方向相互正交。泵浦光先進入第一激光增 益介質501被部分吸收，如第一激光增益介質501為Nd: YV04，此時吸收方向為 兀方向的吸收。未^^皮第一激光增益介質501吸收的部分泵浦光透過和頻晶體502 和第二激光增益介質503,通過1/4波片504被凹面反射鏡的輸出腔鏡505反射 再次通過l/4波片504,相當于泵浦光的方向轉過90。，從而此時的泵浦光對于 第二激光增益介質503的吸收方向相當于7i方向，因此被第二激光增益介質503 吸收。和頻晶體502的S7面鍍第一波長光人l的高反膜、S6面鍍第二波長光X2 的高反膜，因此第一激光增益介質501的S5面和和頻晶體502的S7面構成第 一波長光？J的諧振腔，而和頻晶體502的S6面和第二激光增益介質503的S8 面構成第二波長光人2的諧振腔，因此得到波長 J和波長的相對獨立諧振腔， 經過和頻晶體502,在輸出腔鏡505的端面得到和頻光人3輸出。
第三種主要實施方式
如圖6所示，其中601為LD; 602為耦合透鏡；603為激光第一激光增益 介質晶體，靠近耦合透鏡602端的端面S9鍍第一波長光人l的高反膜；604為激
6光第二激光增益介質晶體，靠近輸出腔鏡605的端面S11鍍第二波長光X2的高 反膜，而激光第一激光增益介質晶體603和激光第二激光增益介質晶體604之 間的S10面鍍第一波長光U和第二波長光人2的高反膜，因此第一激光增益介 質晶體603兩端面構成第一波長光 J的諧振腔、第二激光增益介質晶體604兩 端面構成第二波長光的諧振腔。LD輸出的激光通過耦合透鏡602聚焦進激光 第一激光增益介質晶體603,未被第一激光增益介質晶體603吸收的部分通過第 二激光增益介質晶體604后，被平凹腔鏡的輸出腔鏡605反射返回并聚焦至與 第一激光增益介質晶體603中的泵浦光吸收點不共線的激光第二激光增益介質 晶體中604，由于第一激光增益介質晶體603的S9面鍍第一波長光人l的高反膜， 而第一激光增益介質晶體603的Sll面鍍第二波長光X2的高反膜，且S1Q面鍍 第一波長光？J和第二波長光人2的高反膜，因此第一激光增益介質晶體603兩 端面構成第一波長光H的諧振腔、第二激光增益介質晶體604兩端面構成第二 波長光的諧振腔，形成2種波長、但不共線的激光輸出。
盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員 應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍內，在形式 上和細節上可以對本發明做出各種變化，均為本發明的保護范圍。
權利要求
1. 一種半導體激光器的泵浦方式，其特征在于半導體泵浦光源泵浦第一激光增益介質產生第一波長光，第一波長光被輸出腔鏡反射回第二激光增益介質并泵浦第二激光增益介質。
2. 如權利要求1所述的半導體激光器的泵浦方式，其特征在于所述的輸出腔 鏡反射方式是在平面的輸出腔鏡鍍第一波長光反射膜再通過一聚焦透鏡反射 回第二激光增益介質。
3. 如權利要求1所述的半導體激光器的泵浦方式，其特征在于所述的輸出腔 鏡反射方式是在凹面的輸出腔鏡鍍第 一波長光反射膜反射回第二激光增益介 質。
4. 如權利要求1所述的半導體激光器的泵浦方式，其特征在于所述的第一激 光增益介質的第 一波長光和第二激光增益介質的第二波長光通過和頻輸出或 差頻輸出或不共線輸出。
5. 如權利要求4所述的半導體激光器的泵浦方式，其特征在于所述的第一激 光增益介質的第 一諧振腔和第二激光增益介質的的第二諧振腔是部分重合的 雙腔。
6. 如權利要求4所述的半導體激光器的泵浦方式，其特征在于所述的第一激 光增益介質的第 一諧振腔和第二激光增益介質的的第二諧振腔是獨立的雙 腔。
7. 如權利要求1所述的半導體激光器的泵浦方式，其特征在于所述的泵浦腔 結構可以是分離式或微片式。
全文摘要
本發明的一種半導體激光器的泵浦方式涉及激光領域，尤其涉及半導體激光器領域。本發明采用的方法為半導體泵浦光源泵浦第一激光增益介質產生第一波長光，第一波長光被輸出腔鏡反射回第二激光增益介質并泵浦第二激光增益介質。所述的輸出腔鏡反射方式是在平面的輸出腔鏡鍍第一波長光反射膜再通過一聚焦透鏡反射回第二激光增益介質。或者，所述的輸出腔鏡反射方式是在凹面的輸出腔鏡鍍第一波長光反射膜反射回第二激光增益介質。本發明采用同一泵浦源泵浦含有兩種不同增益介質的復合腔而得到和頻光，或兩個獨立腔輸出雙波長的激光器，由于去掉了一個泵浦源，因而其結構變得更為簡單，緊湊。
文檔編號H01S5/04GK101483317SQ200910111038
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月10日 優先權日2009年2月10日
發明者凌吉武, 礪 吳, 英 邱, 陳衛民 申請人:福州高意通訊有限公司