半導(dǎo)體激光泵浦系統(tǒng)

泵浦源。 2100433B

泵浦峰值功率10000W。

半導(dǎo)體激光（Semiconductor laser）在1962年被成功激發(fā)，在1970年實(shí)現(xiàn)室溫下連續(xù)發(fā)射。后來經(jīng)過改良，開發(fā)出雙異質(zhì)接合型激光及條紋型構(gòu)造的激光二極管（Laser diode）等，廣泛使用于光纖通信、光盤、激光打印機(jī)、激光掃描器、激光指示器（激光筆），是目前生產(chǎn)量最大的激光器。

在基本構(gòu)造上，它屬于半導(dǎo)體的P-N接面，但激光二極管是以金屬包層從兩邊夾住發(fā)光層（活性層），是“雙異質(zhì)接合構(gòu)造”。而且在激光二極管中，將界面作為發(fā)射鏡（共振腔）使用。在使用材料方面，有鎵(Ga)、砷(As)、銦(In)、磷(P)等。此外在多重量子井型中，也使用Ga·Al·As等。

由于具有條狀結(jié)構(gòu)，即使是微小電流也會增加活性區(qū)域的居量反轉(zhuǎn)密度，優(yōu)點(diǎn)是激發(fā)容易呈現(xiàn)單一形式，而且，其壽命可達(dá)10~100萬小時(shí)。

激光二極體的優(yōu)點(diǎn)是效率高、體積小、重量輕且價(jià)格低。尤其是多重量子井型的效率有20~40%，P-N型也達(dá)到數(shù)%~25%，總而言之能量效率高是其最大特色。另外，它的連續(xù)輸出波長涵蓋了紅外到可見光范圍，而光脈沖輸出達(dá)50W（帶寬100ns）等級的產(chǎn)品也已商業(yè)化，作為激光雷達(dá)或激發(fā)光源可說是非常容易使用的激光的例子。 2100433B

1 .直接端面泵浦

直接端面泵浦的結(jié)構(gòu)包括三個(gè)部分: 激光二極管泵浦源(由激光二極管陣列、驅(qū)動(dòng)源和致冷器組成) ,光學(xué)耦合系統(tǒng)和激光棒和諧振腔。泵浦所用的激光二極管陣列出射的泵浦光，經(jīng)由會聚光學(xué)系統(tǒng)將泵浦光耦合到晶體棒上，在晶體棒左端面鍍有多層介質(zhì)膜,對泵浦光的相應(yīng)波長為高透、而對產(chǎn)生的激光束的相應(yīng)波長為高反,腔的輸出鏡為鍍有多層介質(zhì)膜的凹面鏡。

2.光纖耦合端面泵浦

針對直接端面泵浦方式的弱點(diǎn)，人們又進(jìn)一步發(fā)展了光纖耦合的端面泵浦。端面泵浦激光器由激光二極管、兩個(gè)聚焦系統(tǒng)、耦合光纖、工作物質(zhì)和輸出反射鏡組成。與直接端面泵浦不同，這種結(jié)構(gòu)首先把激光二極管發(fā)射的光束質(zhì)量很差的激光耦合到光纖中，經(jīng)過一段光纖傳輸后，從光纖中出射的光束變成發(fā)散角較小的、圓對稱的、中間部分光強(qiáng)最大的泵浦光束。用這一輸出的泵浦光去泵浦工作物質(zhì)，由于它和振蕩激光在空間上匹配得很好，因此泵浦效率很高。由于激光二極管或二極管陣列與光纖間的耦合較與工作物質(zhì)的耦合容易，從而降低了對器件調(diào)整的要求。而且最重要的是這種耦合方式能使固體激光器輸出模式好、效率高的激光束。